Corning Glass Bridge untuk CPO: Bagaimana Passive Fiber-to-PIC Coupling Bisa Mengubah Kemasan Optik

Optik yang dikemas bersama menempatkan mesin optik di dekat ASIC, GPU, atau prosesor bandwidth tinggi lainnya, sehingga memperpendek jalur listrik antara silikon pemrosesan dan antarmuka optik. Integrasi yang lebih erat ini mengalihkan lebih banyak beban pengemasan ke pemasangan serat, penyelarasan optik, toleransi mekanis, kontrol termal, dan kemampuan pengulangan produksi.

Corning GlassBridge mengatasi salah satu bagian dari tantangan ini: menghubungkan serat optik eksternal ke sirkuit terintegrasi fotonik. Itu tidak menggantikan mesin optik lengkap atau fungsi optik, elektronik, termal, dan pengemasan modul lainnya. Signifikansinya terletak pada penggunaan pandu gelombang kaca buatan wafer, penyelarasan pasif, dan antarmuka kontak fisik yang dapat dilepas untuk melakukan sambungan Fiber-to-PIC secara berbeda dari Unit Array Fiber konvensional.

Jembatan Kaca Corningadalah platform konektor Fiber-to-PIC berbasis wafer yang dapat dilepas dan menggunakan pandu gelombang kaca penukar ion dan penyelarasan mekanis pasif untuk menghubungkan serat eksternal ke sirkuit terpadu fotonik. Ini ditujukan untuk arsitektur NPO, CPO, dan modul fotonik berdensitas tinggi daripada berfungsi sebagai mesin optik lengkap atau solusi pusat data.

Sirkuit terpadu fotonik dapat menghasilkan, memodulasi, merutekan, menerima, atau memproses sinyal optik, namun masih memerlukan antarmuka fisik ke serat yang membawa sinyal tersebut ke luar paket. Setiap saluran serat harus diposisikan relatif terhadap struktur optik yang sesuai pada PIC dengan tetap menjaga kehilangan kopling yang dapat diterima.

Peran ini secara tradisional dilakukan oleh Fiber Array Unit, atau FAU. FAU konvensional mengatur serat pada posisi terkontrol, biasanya melalui struktur alur V yang presisi. Tergantung pada arsitektur koplingnya, ini juga dapat berfungsi dengan lensa, permukaan serat yang dipoles, atau elemen mikro-optik lainnya.

Oleh karena itu GlassBridge dan FAU tradisional tumpang tindih pada tingkat fungsional. Perbedaan utama berkaitan dengan bagaimana jalur optik terbentuk, bagaimana penyelarasan akhir dicapai, bagaimana antarmuka diperbaiki atau diubah, dan bagaimana skala desain seiring bertambahnya jumlah saluran.

Arsitektur Koneksi Fiber-to-PIC

GlassBridge tidak boleh diperlakukan sebagai nama lain untuk GlassWorks AI.

Corning diluncurkanAI Karya Kacapada bulan Maret 2025 sebagai portofolio yang lebih luas untuk infrastruktur pusat data AI yang padat. Ini mencakup serat, kabel, perangkat keras konektivitas, perencanaan jaringan, desain, dan dukungan penerapan.

GlassBridge menempati posisi teknis yang lebih sempit. Sistem ini menyediakan antarmuka kompak antara serat eksternal dan tepi PIC, sementara sistem CPO yang lebih luas masih memerlukan chip fotonik dan elektronik, mesin optik, substrat, manajemen termal, penyaluran daya, rangkaian serat, dan konektivitas tingkat sistem.

Dalam arsitektur CPO, mesin optik beroperasi dekat dengan perangkat pemrosesan utama, bukan pada antarmuka yang dapat dicolokkan. Hal ini meningkatkan kepadatan integrasi namun menempatkan sambungan serat di dalam paket kompak di mana toleransi optik, mekanik, dan termal harus dikelola bersama.

Tantangannya bukan sekadar mendekatkan serat ke sebuah chip. Mode optik yang meninggalkan serat harus cukup tumpang tindih dengan coupler atau pandu gelombang pada PIC. Perubahan kecil pada posisi atau sudut dapat mengubah kinerja kopling.

FAU konvensional mengontrol pitch serat, posisi inti serat, dan geometri permukaan akhir. Selama pemasangan akhir, harus diposisikan relatif terhadap PIC atau mesin optik.

FAU sendiri bersifat pasif, namun pemasangannya boleh digunakanpenyelarasan aktif. Cahaya diluncurkan atau dipantau saat rakitan serat dipindahkan melintasi beberapa sumbu. Ketika posisi optik yang dapat diterima ditemukan, rakitan diperbaiki, seringkali dengan ikatan perekat dan pengawetan.

Metode ini secara teknis sudah matang, tetapi hasil akhirnya bergantung pada beberapa bagian yang diproduksi secara terpisah. Posisi serat, dimensi alur V, penempatan chip, ketebalan perekat, kerataan kemasan, dan keakuratan peralatan penyelarasan semuanya dapat memengaruhi kopling.

Penyelarasan aktif memerlukan umpan balik optik, kontrol gerakan presisi, dan ambang batas penerimaan yang ditentukan. Dalam rakitan multi-saluran, posisi yang mengoptimalkan satu saluran mungkin tidak memberikan hasil yang sama di semua saluran.

Penyelarasan tradisional kadang-kadang digambarkan sebagai operasi skala menit, sedangkan koneksi pasif disajikan sebagai langkah skala detik. Angka-angka ini bukanlah tolok ukur universal. Waktu siklus sebenarnya bergantung pada jumlah saluran, geometri kopling, otomatisasi, proses curing, inspeksi, dan pengerjaan ulang.

Perbedaan yang lebih dapat diandalkan adalah:

• Penyelarasan aktif menyesuaikan antarmuka yang telah selesai melalui umpan balik optik langsung.

• Penyelarasan pasif bergantung pada jalur optik yang diproduksi dan referensi mekanis.

Memindahkan presisi ke dalam elemen kaca fabrikasi wafer dapat mengurangi penyesuaian berulang pada perakitan akhir, namun hal ini tidak menghilangkan kebutuhan akan presisi dari proses manufaktur yang lebih luas.

Alur Kerja Penyelarasan Aktif vs. Penyelarasan Pasif

Platform COUPE TSMC, atau Compact Universal Photonic Engine, mengintegrasikan IC elektronik dan IC fotonik dalam struktur mesin fotonik kompak. Ini mendukung konfigurasi grating- coupler dan edge- coupler dan dapat diintegrasikan dengan ASIC host.

Diagram COUPE yang umum ditampilkan memberi label EIC sebagai perangkat 6 nm dan PIC sebagai perangkat SOI 65 nm. Node proses ini menggambarkan tingkat integrasi paket yang heterogen, namun tidak secara langsung menentukan toleransi penyelarasan Fiber-to-PIC.

Toleransi optik ditentukan oleh mode serat, desain coupler PIC, geometri pandu gelombang, tumpukan paket, perilaku termal, dan variasi kerugian yang dapat diterima—bukan oleh node proses semikonduktor saja.

FAU tradisional dan GlassBridge menangani antarmuka Fiber-to-PIC yang sama melalui pendekatan penyelarasan, fiksasi, dan manufaktur yang berbeda.

FAU Tradisional vs. GlassBridge

GlassBridge menggunakan pandu gelombang pertukaran ion yang dibentuk dalam elemen kaca. Rute optik relatif dibuat selama pemrosesan wafer dan bukan dibuat hanya melalui penentuan posisi serat akhir.

Referensi mekanis kemudian menemukan lokasi konektor relatif terhadap antarmuka PIC. Hal ini memungkinkan pemasangan akhir lebih bergantung pada geometri berulang dan tidak terlalu bergantung pada optimalisasi optik langsung.

Penyelarasan pasif bukan berarti keakuratan penyelarasan tidak lagi penting. Presisi tetap diperlukan dalam fabrikasi pandu gelombang, pembuatan ferrule, penempatan coupler PIC, geometri konektor, permukaan referensi paket, dan perakitan akhir.

FAU tradisional biasanya diikat setelah penyelarasan. Setelah perekatnya mengeras, pelepasannya mungkin sulit.

GlassBridge menggunakan struktur kontak fisik yang dapat diubah berdasarkan format ferrule TMT standar. Desain Corning saat ini menetapkan ferrule TMT dengan lubang 125 μm dan menampilkan antarmuka yang dapat dilepas.

Hal ini dapat mendukung perakitan, pengujian, pengerjaan ulang, dan penggantian yang lebih fleksibel. Hal ini tidak secara otomatis membuktikan masa pakai tertentu atau pengurangan biaya pemeliharaan. Mengukur ulang kemampuan pengulangan, kontaminasi, retensi, getaran, dan stabilitas termal masih memerlukan validasi.

FAU tradisional dapat mencapai posisi serat yang tepat, namun antarmuka lengkap masih mencakup beberapa kontributor toleransi, termasuk lokasi inti serat, akurasi alur V, penempatan chip, ketebalan perekat, permukaan pemasangan, dan penyelarasan akhir.

GlassBridge memindahkan sebagian dari masalah ini ke pemrosesan kaca berbasis wafer. Beberapa saluran pandu gelombang dapat dibentuk relatif satu sama lain dalam urutan produksi yang sama.

Pengolahan wafer tidak menghilangkan toleransi. Itu berubah di mana toleransi dihasilkan dan dikendalikan. Keseragaman pandu gelombang, dimensi kaca, kesesuaian ferrule, penempatan PIC, kualitas permukaan, dan referensi kemasan tetap penting.

Di dalamnyaBrosur GlassBridge Maret 2026, laporan Corning menunjukkanKopling Fiber-to-PIC O-band 1,5 dB.

Hasilnya relevan secara teknis, namun tidak boleh dianggap sebagai jaminan universal. Materi yang dipublikasikan tidak menjelaskan distribusi produksi secara lengkap, jumlah sampel, variasi saluran, hasil penuaan, atau batas penerimaan maksimum.

Hal ini juga tidak membuktikan kerugian yang lebih rendah dari setiap FAU. Performa FAU bervariasi menurut jenis serat, coupler PIC, konversi medan mode, panjang gelombang, pemolesan, dan kualitas penyelarasan.

Pandu gelombang optik membatasi cahaya di dalam wilayah dengan profil indeks bias yang terkontrol. Dalam proses pertukaran ion, ion-ion yang bergerak di area tertentu pada kaca digantikan oleh ion-ion lain, mengubah indeks bias lokal dan membentuk jalur pemandu cahaya.

Ulasan tahun 2021 diterbitkan di jurnal peer-reviewIlmu Terapanmenelusuri pandu gelombang kaca yang ditukar ion hingga awal tahun 1970-an dan mendokumentasikan penggunaannya dalam jangka panjang dalam sirkuit fotonik planar, telekomunikasi, dan penginderaan optik.

Perbedaan ini penting:

• Fisika pandu gelombang kaca penukar ion telah ditetapkan.

• Konektor Fiber-to-PIC berdensitas tinggi yang dapat dilepas menggunakan teknologi tersebut adalah aplikasi pengemasan yang lebih baru.

Panduan Gelombang IOX dan Konversi Pitch

Pandu gelombang kaca dapat mengarahkan cahaya di antara nada saluran yang berbeda. Hal ini berguna karena jarak konektor eksternal yang diinginkan mungkin berbeda dari jarak garis pantai optik pada PIC.

Corning mencantumkan contoh penawaran PIC dari:

• 40 mikron;

• 80 mikron;

• 127 mikron;

• 165 mikron.

Platform saat ini juga menerbitkan karakteristik berikut:

Ini adalah karakteristik produk yang dipublikasikan dan bukan spesifikasi universal untuk setiap implementasi di masa depan.

Through-Glass Via adalah bukaan presisi melalui substrat kaca yang dapat dilapisi logam untuk menyalurkan sambungan listrik dari satu sisi ke sisi lainnya.

milik Corningplatform kaca semikonduktormenyajikan TGV sebagai metode routing sambungan listrik melalui kaca.

Pandu gelombang IOX dan TGV menjalankan fungsi berbeda:

Peran Fungsional IOX, GlassBridge dan TGV

Corning telah mendokumentasikan kemampuan dalam pandu gelombang pertukaran ion, wafer kaca, susunan serat, konektivitas optik, dan struktur TGV. Kemampuan ini saling melengkapi karena paket fotonik tingkat lanjut memerlukan interkoneksi optik dan listrik.

Namun, hal ini tidak membuktikan bahwa setiap konfigurasi GlassBridge telah menggabungkan pandu gelombang IOX dan TGV pada substrat komersial yang sama.

Peluang yang lebih luas adalah Corning dapat mendekati pengemasan fotonik melalui beberapa kemampuan terkait, bukan melalui satu konektor saja. Kombinasi yang tepat akan bergantung pada PIC, paket, platform pengecoran, dan arsitektur pelanggan.

GlassBridge dapat menggantikan antarmuka berbasis FAU yang memenuhi jumlah saluran, pitch, geometri kopling, anggaran kerugian, proses paket, keandalan, dan biaya yang diperlukan.

Itu tidak berarti setiap aplikasi FAU akan bermigrasi ke GlassBridge.

Pada Mei 2025, Corning mengumumkan bahwa mereka telah menjadi pemasok yang memenuhi syarat untuk infrastruktur optik yang digunakan dengan sistem CPO Bailly Broadcom. ItuPengumuman Broadcom Baillymenjelaskan rangkaian serat yang mengandung FAU yang menghubungkan serat ke mesin optik silikon-fotonik.

Hal ini menunjukkan bahwa FAU tingkat lanjut tetap relevan dengan sistem CPO saat ini. Oleh karena itu, GlassBridge dan FAU lebih cenderung hidup berdampingan di berbagai arsitektur berbeda dibandingkan mengikuti siklus penggantian langsung di seluruh industri.

Adopsi juga bergantung pada:

• pengulangan keselarasan pasif;

• keseragaman saluran;

• hasil proses wafer;

• mengembalikan stabilitas;

• pengendalian kontaminasi;

• Kompatibilitas gambar;

• inspeksi dan pengerjaan ulang;

• skalabilitas produksi;

• total biaya;

• kualifikasi pelanggan.

Tidak ada nilai kerugian kopling tunggal yang dapat menentukan adopsi komersial.

GlassBridge telah melampaui konsep laboratorium saja.

Corning telah menerbitkan spesifikasi produk, menentukan dimensi konektor dan opsi pitch, melaporkan hasil kopling O-band, dan mengembangkan solusi untuk platform silikon-fotonik GF Fotonix.

ItuKolaborasi Corning – GlobalFoundriesmengonfirmasi pengembangan solusi kopling tepi dan vertikal yang dapat dilepas serta demonstrasi publik pada tahun 2025.

Tonggak sejarah ini menetapkan produk tertentu dan tahap demonstrasi. Mereka tidak menetapkan kompatibilitas universal atau penerapan volume tinggi yang luas.

Kerangka Evaluasi dan Kesiapan Teknologi GlassBridge

Validasi khusus aplikasi masih diperlukan untuk:

• distribusi kerugian kopling;

• keseragaman saluran;

• mengulangi pengulangan;

• sensitivitas kontaminasi;

• keandalan termal dan mekanis;

• stabilitas aliran balik;

• konsistensi produksi;

• Kompatibilitas gambar;

• prosedur pengerjaan ulang;

• kualifikasi pelanggan;

• total biaya produksi.

GlassBridge telah mempublikasikan spesifikasi dan pencapaian platform pengecoran, namun kualifikasi pelanggan yang luas, volume produksi yang berkelanjutan, dan keandalan lapangan jangka panjang belum dikonfirmasi secara publik.

Corning GlassBridge mengatasi masalah pengemasan optik yang nyata: menghubungkan lebih banyak serat ke PIC tanpa memungkinkan penyelarasan aktif, akumulasi toleransi, ikatan permanen, dan penskalaan jumlah saluran menjadi semakin sulit.

Proposisi teknisnya menggabungkan:

• pandu gelombang kaca IOX berbasis wafer;

• penyelarasan pasif;

• konversi nada;

• antarmuka kontak fisik TMT;

• perakitan yang bisa dilepas;

• penskalaan multi-elemen.

Fitur-fitur ini menciptakan alternatif yang kredibel terhadap kopling FAU konvensional dalam arsitektur kepadatan tinggi tertentu. Mereka tidak menetapkan bahwa FAU akan hilang.

Peluang strategis yang lebih luas terletak pada kaca sebagai platform integrasi. Apakah GlassBridge akan menjadi antarmuka CPO yang utama akan bergantung pada hasil produksi, keseragaman saluran, stabilitas pengapalan ulang, kompatibilitas paket, kualifikasi pelanggan, total biaya, dan pengembangan ekosistem manufaktur yang lebih luas.

Ini menghubungkan serat optik eksternal ke sirkuit terpadu fotonik dalam desain modul NPO, CPO, dan fotonik berdensitas tinggi.

FAU tradisional biasanya menggunakan penentuan posisi serat presisi dan penyelarasan aktif. GlassBridge menggunakan pandu gelombang kaca buatan wafer, penyelarasan pasif, konversi nada, dan antarmuka yang dapat dilepas.

Hal ini dapat mengurangi atau menghilangkan penyesuaian aktif pada antarmuka konektor akhir, namun ketelitian tetap diperlukan selama produksi dan perakitan paket.

Laporan Corning menunjukkanKopling Fiber-to-PIC O-band 1,5 dB. Ini adalah hasil yang dipublikasikan, bukan hasil maksimum universal untuk setiap konfigurasi.

Ini dapat menggantikan antarmuka berbasis FAU dalam beberapa desain, namun FAU tetap relevan secara luas. Kedua pendekatan tersebut kemungkinan besar akan berjalan berdampingan.

Mereka telah menerbitkan spesifikasi dan tonggak demonstrasi, namun kualifikasi pelanggan yang luas dan penerapan volume tinggi yang berkelanjutan belum dikonfirmasi secara publik.