开元体育光模块开刊行设备业阐述：AI动员光模块需求高增开发墟市空间壮阔

　　开元体育光模块是光纤通讯中的紧张构成局限：是竣工光信号传输流程中光电转换和电光转换功用的光电子 器件。光模块由光器件、功用电途和光接口组件等构成，个中中央组成器件是光收发器件，首要包 括TOSA，ROSA。 光模块的是结束光电转换的器件，正在光模块的发送端电信号转换成光信号，通过光纤传送后，授与 端再把光信号转换成电信号。

　　数互市场是光模块增速最疾的商场：光模块目前首要运用商场蕴涵数互市场、电信商场 和新兴商场，个中数互市场增速最疾，已超越电信商场成为第一大商场，是光模块财富未 来的主流增加点。

　　多身分鼓吹光模块商场连接高增。跟着通讯技能的生长需求、数据核心的扩张需求、光通讯技能的 成熟和本钱降低，使得环球光模块商场迅速增加。依据Light counting估计，光模块商场2021-2025 年的复合年增加率为11%，预测 2025 年环球光模块商场将到达113亿美元。 国产厂商光模块比赛力巩固，份额一直提拔。得益于国内光模块企业的技能先进和财富链集成技能 巩固，光模块逐渐竣工国产代替。2021年，光迅科技、中际旭创、海信宽带、昂纳音讯进入环球前 十，合计吞没环球26%的商场份额。国内光模块供应链健康，能够出口海表，相对付光通讯其他领 域，光模块功绩弹性更大。

　　数据需求扩张+高速汇集需求，胀舞高速光模块迅速生长。①数据量扩张：跟着云企图、大数据、 物联网和人为智能等技能的迅速生长，数据量呈指数级增加。为满意这些运用的需求，光模块必要 供应更高的带宽来传输多量的数据。②传输速率扩张：高清视频、虚拟实际、正在线游戏等运用对网 络带宽有较高央浼设备，以是光模块必要供应更高的带宽。现有光模块带宽首要有40G、100G、200G、 400G，目前正朝着800G、1.6T以至更高的带宽生长。  光模块集成化水准越来越高。①集成化计划能够减幼模块的尺寸，满意紧凑型开发和高密度结构的 需求。②摩登通讯体例越来越繁杂，必要处置更多的信号和数据，简化体例的布局，进步体例的可 靠性和褂讪性。 CPO（光电共封装技能）和硅光子技能等进步计划依附高速、高密度、低功耗的 上风备受闭心。

　　光模块处于光通讯财富链中游。光通讯财富链蕴涵光通讯器件（含芯片）、光纤光缆和光整机设 备设备。光模块厂商从上游企业采购光芯片及电芯片、光组件等原原料，历程集成、封装、测试及格 后供应开发集成商整合为有对应需求的光通讯开发，运用于电信及数据核心商场。 光器件和光芯片是光模块的两大中央部件，本钱占比最高。以联特科技的本钱组成为例，个中光 器件占比36.5%，集成电途芯片占比22.4%，光芯片占比18.5%。 光器件是光模块的紧张构成部 分，正在本钱中占比最高。

　　光模块最早显现正在1999年，光模块正在20多年的韶华里博得了明显的技能先进，支撑的速度也从最初 的不到10Gbps生长到目前最高的800Gbps。 光模块的生长阅历了从固定化到幼型化和可热插拔的演进流程。最初的1X9封装慢慢转向幼型化和可 热插拔的偏向，随后显现了GBIC模块举动独立模块行使，但体积较大范围了光口密度。为了满意高 密度需求，SFP光模块出世，体积更幼且具备可热插拔功用，成为平常运用的圭臬接口。随后显现 了更多幼型化、高速度、低本钱的封装方法，如XENPARK、XPARK、XFP、CFP开元体育、SFP+等，一直 提拔速度和低落本钱。

　　数互市场：光通讯技能正在数据核心内可进步企图和数据换取技能，光模块成为数据核心互连的中央部 件。 人为智能的生长将重塑根底措施，海量数据的处置需求将带来算力和汇集的迭代升级。大模子 陶冶与推理正在云数据核心结束，胀舞数据核心与汇集根底的加快修复。 AI算力需求产生，动员光模 块向需求高增，同时也给鼓吹了光模块技能的迅速更迭。 依据 LightCounting 的数据，2021 年环球数据核心光模块商场领域为 43.77 亿美元，预测至 2025 年， 将增加至 73.33 亿美元，年均复合增加率为 14%。

　　数据核心光模块大家采用COB封装技能。光模块大致能够分为电信级和数据核心光模块。前者运用的境遇 要求卑劣，调换维持困苦；后者相对境遇温和，维持容易。电信级光模块多采用气密性的To-can或BOX （盒式）封装技能；数据核心光模块多采用非气密性COB（板上芯片封装）封装技能。 COB封装上风：接连本能更好，体积更幼、本钱更低。本能方面：采用气密性封装的电信级光模块，激光 器与PCB的接连必要通过FPC（软排线）和高频陶瓷，后才通过金线与激光器接连。正在多个接连点上阻抗 延续性以及信号完好性难以保护。而正在COB封装中，激光器不妨直接与PCB通过金线键合接连，大大节减 了阻抗不延续点，能更好保护高速信号从PCB到LD的接连。体积方面：COB封装因为撙节了高频陶瓷盒、 软缆等部件，勤俭了空间。而行使COB封装，勤俭的空间不妨给电学进步更多冗余计划，好比扩张更多滤 波电容、更大的高频信号分隔结构，从而提拔模块本能。本钱方面：COB封装撙节了高频陶瓷盒和软缆等 部件，工艺措施上撙节了充氮焊接密封、BOX检漏、FPC焊接、光器件稀少检测等，节减物料本钱和分娩 本钱。

　　COB封装光模块的首要工艺措施蕴涵贴片（die bonding）、打线（wire bonding）、光学耦合、测试。其 中贴片机是代价量最高的闭头。

　　守旧贴片工艺采用胶水贴装的方法将种种芯片固定正在PCB上。比方数据核心光模块内的时钟规复芯片、 激光器驱动芯片、跨阻放大器芯片、激光器芯片、探测器芯片等，常用银胶直接贴装正在PCB上。 光模块 PCB 板平时尺寸较幼，为结束芯片的贴装，需正在 PCB 板前端预留一部 分空间造成“裸板” （无任何 IC 元器件）。贴装时先将导电粘合剂印刷正在 PCB“裸 板”处，然后将 IC 芯片和半导体芯片 贴装正在各自的职位，再将粘合剂固化。 高精度贴片机是高速光模块中央开发，800G光模块的贴片精度高于400G，大局限的高端光模块内部核 心激光器芯片贴装精度担任仅愿意±3μm 之间，为后面的器件耦合工艺供应足够、褂讪的瞄准偏差空 间。高精度贴片机商场首要依赖进口，国产代替空间开阔。

　　引线键合指芯片通过金属线键合与基板接连，电气面朝上；该工序的主意是使的 IC 芯片通过梁式 引线与印造电途板有牢靠的电气键合。芯片贴装结束后，用引线将芯片的压焊位接连正在印造电途板的焊 盘上，平时行使金丝来举行键合。 常用的键合工艺，有热压、超声或者是二者集合。将金属引线接连到焊盘的手段首要有三种：热压法将 焊盘和毛细管劈刀通过加热、压缩举行接连的手段；超声波法，将超声波施加到毛细管劈刀进步行接连 的手段；热超声波法同时行使加热和超声波的归纳式手段。个中金丝热超声波法是最常采用的键合手段。

　　耦合是光模块封装中工时最长、最容易出现不良品的措施。对多模光模块来说，广大采用面发射激光器 VCSEL，经反射镜耦合进入多模光纤中，其光途单纯、容差大、工艺相对单纯。而单模光纤则繁杂的多， 因为单模光纤纤芯直径比多模光纤幼，唯有9 μm，必要透镜举行聚焦耦合。

　　光途耦合完成后，光模块雏形就创造结束，下一步举行表壳安装，使之成为完好的光模块。裸芯片与 布线板竣工微互联后，必要通过封装技能将其密封正在塑料、玻璃、金属或陶瓷表壳中，以确保半导体 集成电途芯片正在各式卑劣要求下平常使命。光模块中焊接工艺可采用热压焊接（hot bar）、激光焊接 等工艺。 激光焊接更合用于光通信模块的造作。光模块自己集成度高，且多量行使FPC软板设备，以是激光焊接相 较于守旧的烙铁焊接、热风焊接、HotBar焊接、电子压焊、波峰焊接等更合用于光通信模块的造作。

　　测试是光模块分娩的结果措施，首要分为本能测试和牢靠性测试。牢靠性测试项平时蕴涵上下温带电老化 测试、上下温轮回报复测试、振动测试、多次插拔测试等。 老化试验是对光模块和组件举行寿命预测实在可行的有用手段，通过高温箱体对于测组件和模块举行加快 老化，正在褂讪革电子/光电子元器件失效机理的条件下，连接的高温境遇能够加大器件内部的应力，集合理 论模子和实践数据能够对器件寿命举行预测。

　　测自愿化测试体例是指正在尽量少的人为干涉下，多种仪器仪表开发通过通信总线方法（GPIB,USB,RS232 等）与企图机自愿举行产物编号解决、数据丈量、数据认识、数据判别以及数据存储等，它集成了仪器技 术设备、总线技能、企图机以至数据库运用方面等技能。 环绕待测器件ROSA端的机灵度测试，运用BERT单端驱动一个圭臬的光模块，出现基准光信号,经WDM分 波输入多通道衰减仪，衰减仪模仿链途损耗，将衰减后的信号送入待测模块的ROSA端，结束光电转换后， 误码仪比对出分别链途损耗下的误码率，最终通过拟合手段迅速获取模块机灵度目标。 对付TOSA端光学目标测试，同样通过BERT单端驱动待测光模块，经WDM器件将多途信号送入眼图仪进 行眼图测试。依据眼图仪的光口通道数，亦可选用光开闭举行多途眼图的串行测试。

　　跟着环球规模对付光模块需求增大，贴片机举动光模块分娩中央闭头，供不应说情形已然显现，但 贴片机分娩周期较长，国内不妨自帮研发公司屈指可数。 结构光模块高精度贴片机：罗博特科参股贴片机技能环球当先分娩商ficon TEC设备，连接安稳国内光模 块高精度贴片机龙头名望。

　　环球共晶贴片开发商场首要由荷兰，美国等国度吞没，国内历久只可依赖于进口，国内对付高端共晶 贴片机代替需求剧烈。 博多精工全自愿高精度共晶贴片机DB3000，无误对准高精度贴片机商场需求，以高精度、高产能和高 柔性的自愿化处理计划，帮力光模块、光器件客户打破高端产物研发与造作瓶颈。

　　公司是电子专用开发供应商，基于精准对位、精准贴附技能，悉力于为客户供应专业化、高性 能的国产化电子专用开发。公司目前首要产物为平板显示器件分娩开发，可平常运用于平板显 示器件中显示模组的拼装分娩，并向半导体微拼装开发等规模拓展。 公司控股子公司微组半导体的晶圆高速贴片开发能够运用于局限光模块的局限器件拼装工序，微组半 导体开垦的AMX系列微拼装开发，获取了中国航天科技集团公司九院704所、中航光电科技股份有限 公司、西安微电子技能探索所等客户承认；同时，微组半导体也主动拓展索尔思光电、西安澳威激光 等客户。

　　锡膏印刷机是SMT产线必备的自愿化严紧设备，但因为锡膏印刷机的运动担任模块繁杂并承载多个 功用，电子产线分娩流程中六成以上的品格缺陷是因为锡膏印刷闭头缺陷导致的开元体育。 锡膏印刷开发；凯格精机以电子装联的环节开发全自愿锡膏印刷机为主，辅以高速点胶机和FMS柔 性自愿化造作开发，并正在LED封装开发规模连接打破。个中，中央产物GKG品牌锡膏印刷开发率先 冲破海表垄断，鼓吹国产代替，延续两年竣工环球销量与贩卖额双冠，环球市占携带先。

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