ככל שתשתית מחשוב בינה מלאכותית ממשיכה להאיץ בעולם, שוק המקלטים האופטיים נכנס לשלב חדש של צמיחה מהירה. לפי הנתונים העדכניים ביותר מ-LightCounting, גודל השוק של מקלטי משדר אופטיים מהירים המשמשים באשכולות בינה מלאכותית צפוי להגיע ל-16.5 מיליארד דולר בשנת 2025 ולגדול ל-26 מיליארד דולר ב-2026, המייצגים כ-60% צמיחה משנה-}לשנה- במשך שנתיים רצופות.
משדרים אופטיים של 800G נכנסו לפריסה-בקנה מידה גדול, בעוד שמקלטי משדר אופטיים 1.6T מתחילים אימוץ מסחרי.
הגידול הנפיץ בביקוש בשוק והפריסה המואצת של-מקלטי משדר אופטיים במהירות גבוהה מפעילים לחץ חסר תקדים על תהליכי ייצור - והצימוד הפך לאחד השלבים הקריטיים ביותר.
צימוד: "ניתוח הלב" של ייצור מקלטי משדר אופטיים
המהות של צימוד אופטי היא השגת יישור אופטי מדויק.
בצד המשדר (TX), הצימוד מאפשר לאותות אופטיים שנוצרו על ידי לייזרים להיות מונחים ביעילות לתוך סיבים אופטיים או מוליכי גל דרך רכיבים אופטיים כגון עדשות ומערכי סיבים (FA), מה שמבטיח יישור נתיב אופטי מדויק.
בצד המקלט (RX), הצימוד מיישר את האותות האופטיים המשודרים דרך סיבים אופטיים עם גלאי צילום (PD) דרך רכיבים אופטיים כגון מערכי סיבים (FA), רשתות ערכי גלים (AWG), או מכלולי מקלט, המאפשרים קליטת אותות אופטי יעילה.
קו ייצור שלם של מקלטי משדר אופטי מורכב בדרך כלל מ-15-20 תחנות תהליכים מרכזיות, המכסים תהליכים מרובים, כולל חיבור קוביות, חיבור, צימוד, הרכבה ובדיקה.
בין התהליכים הללו, צימוד אופטי מייצג את המחסום הטכני הגבוה ביותר, את זמן העיבוד הארוך ביותר ואחד הגורמים הקריטיים ביותר המשפיעים על ביצועי המוצר.
לפי נתונים סטטיסטיים בתעשייה, תהליך הצימוד מהווה כ-60%-70% מעלות הייצור הכוללת ומזמן הייצור של רכיבים אופטיים, ולעתים קרובות הופך לצוואר הבקבוק העיקרי במהלך-העלאת הייצור.
אם ניקח כדוגמה משדרים אופטיים של 1.6T סיליקון פוטוניקה, דיוק יישור הצימוד התקדם מ-±5 מיקרומטר בעידן ה-400G לדרישות דיוק של ±0.5 מיקרומטר או אפילו יותר.
עבור צימוד 1.6T סיליקון פוטוניק Fiber Array (FA), דרישות דיוק היישור הגיעו לרמת ננומטר (±20 ננומטר), הרבה מעבר ליכולת של פעולות ידניות.
כל שיפור של 1% ביעילות הצימוד מפחית אובדן אופטי ומגדיל את מרווח תקציב הקישור של מקלט המשדר. כל שיפור של נקודת אחוז אחד בתפוקת הצימוד יכול לייצר חיסכון משמעותי בעלויות הייצור עבור קו ייצור עם קיבולת שנתית של 100,000 יחידות - המגיע לעתים קרובות לרמה של מיליון-דולר בייצור-מקלטי משדר אופטיים במהירות גבוהה.
בינתיים, התקדמות טכנולוגיית CPO (Co-Packed Optics) מעצבת מחדש את ארכיטקטורות מקלטי משדר אופטיים.
היישור והצימוד בין מערכי סיבים (FA) ומובילי גל שבב פוטוניים סיליקון מוכרים כאחד התהליכים המאתגרים ביותר בייצור מקלטי משדר אופטיים.
ככל שמנועים אופטיים עוברים מארכיטקטורות הניתנות לחיבור לפתרונות-ארוזים יחד, הצימוד מתפתח מיישור רכיבים בדיד לעבר יישור ברמת שבב-משולבת במיוחד, הדורש יותר ממדי יישור, שטח אריזה מצומצם יותר ודיוק גבוה אף יותר.
תהליכים ידניים או אוטומטיים למחצה-לא יכולים עוד לעמוד בו זמנית בדרישות של תשואה, יעילות ועקיבות.
לכן, ציוד ייצור חכם הפך למניע מרכזי בשלב הבא של פיתוח תעשיית מקלטי משדר אופטיים.
HGLaser: פתרונות לולאה מלאים-סגורים-
כדי להתמודד עם האתגרים של דיוק ויעילות בצימוד מקלט משדר אופטי, HGLaser פיתחה תיק ציוד חכם המכסה שתי קטגוריות עיקריות: צימוד אופטי וצימוד מקלט משדר אופטי.
הפתרונות תומכים ביישומים החל ממקלטי משדר אופטיים מסורתיים הניתנים לחיבור ועד למקלטי משדר אופטיים של סיליקון פוטוניקה, המכסים תהליכים מצימוד COB/COC לצימוד עדשות וצימוד מערך סיבים (FA), המאפשרים פתרונות ייצור מקיפים על פני תרחישים מרובים.
צימוד אופטי
התמקדות ביישור אופטי מדויק, פתרונות צימוד אופטי משרתים את האריזה והייצור המדויק של רכיבים אופטיים ולייזרי מקור משאבה.
באמצעות ניתוח איכות קרן וטכנולוגיות יישור דיוק רב-צירים, פתרונות אלו נותנים מענה לאתגרי יעילות ועקביות בצימוד נתיב אופטי פנימי של רכיבים כגון לייזרים של מקור משאבה, המספקים רכיבים אופטיים יציבים ואמינים לייצור מקלטי משדר אופטיים במורד הזרם.
ציוד להרכבת צימוד כוח אופטי אוטומטי לחלוטין למראות מחזירי אור
עוצב עבור מכלול צימוד אוטומטי לחלוטין של מראות מחזירות גדולות בלייזרים מקור משאבה.
הציוד משלב:
- טעינה ופריקה אוטומטית לחלוטין
- אחיזה אוטומטית של קורה בשילוב מראות ומראות מחזירי אור גדולים
- צימוד אופטי אוטומטי
- מחלק וריפוי
- ניטור יעילות צימוד-בזמן אמת
תכונות מפתח כוללות:
- צימוד פעיל אוטומטי לחלוטין
- יעילות צימוד גבוהה עם אינטגרציה גבוהה
- תאימות מוצר גבוהה ועקביות מעולה
- תמיכה ביישומי צימוד מראה פנימי מקור משאבה ויישומי צימוד מראות PBS (PBS (Polarizing Beam Splitter)
FAC Fast Axis Collimation Assembly ציוד חכם
עוצב עבור הרכבה אוטומטית של איסוף FAC בתהליך הקדמי- של לייזרים מקור משאבה.
הציוד מכסה יישומי יישור FAC וצימוד הן עבור לייזרים מקור משאבות והן עבור מקלטי משדר אופטיים.
הוא משלב:
- טיפול אוטומטי בעדשות FAC
- צימוד אוטומטי
- מחלק ותיקון
- ניטור נתוני תהליך-בזמן אמת
באמצעות ניתוח איכות קרן, המערכת מזהה את מיקום הצימוד האופטימלי של עדשות FAC.
תכונות מפתח כוללות:
- תומך במצבי צימוד אקטיביים ופסיביים כאחד
- צימוד אקטיבי אוטומטי לחלוטין עם יעילות ואינטגרציה גבוהים
- תאימות מוצר גבוהה ועקביות
- כיול אוטומטי-בלחיצה אחת
- צימוד משדר אופטי
מתמקדים בתהליכי אינטגרציה ברמת המודול-, פתרונות צימוד של מקלטי משדר אופטי משרתים את שלבי ההרכבה הסופיים של קווי ייצור של מקלטי משדר אופטיים.
הפתרונות מכסים יישומים הכוללים:
- COB-צימוד עדשה עם שבבי VCSEL/PD
- צימוד מערך סיבי סיליקון פוטוני (FA).
באמצעות פלטפורמות תנועה מדויקות ברמת-ננומטר ומערכות יישור ראייה, הפתרונות משיגים יישור-בדיוק גבוה ממיקום מרובה-צירים ליישור שישה-צירים, ולאחר מכן קיבוע ריפוי UV.
טכנולוגיות אלו קובעות ישירות את ביצועי השידור האופטי ואת תפוקת הייצור ההמוני של מקלטי משדר אופטיים.
400 גרם/800 גרם רב-מצבי יישור צימוד עדשות ציוד חכם
עוצב עבור צימוד-בדיוק גבוה של עדשת COB- ושבבי VCSEL + PD במקלטי משדר אופטיים רב-מצבים.
באמצעות פלטפורמות תנועה מדויקות, מערכות יישור ראייה וניטור-הספק אופטי בזמן אמת, הציוד מאפשר יישור-בדיוק גבוה של רכיבי ליבת מקלט משדר אופטי ומשלים את הקיבוע באמצעות ריפוי דבק UV.
תכונות מפתח כוללות:
- דיוק גבוה יותר
- מאפשר הרכבה מיקרו-ננו וצימוד אופטי-בדיוק גבוה.
- תאימות רחבה יותר
- תמיכה במוצרי משדר אופטיים עם ארכיטקטורות שונות של פליטה וקליטה אופטית.
- טכנולוגיה מתקדמת
כולל ארכיטקטורת טכנולוגיה מודולרית לשדרוגים מתמשכים, פלטפורמת תנועה של שישה-צירים עם דיוק מיקום מתחת ל-0.1 מיקרומטר, ואלגוריתמי צימוד מאוזנים מרובי-ערוצים.
כיול מהיר יותר
תמיכה בכיול אוטומטי-בלחיצה אחת ובכיול מהיר לשינויים בדגם המוצר.
400G–12.8T יחיד-מצב סיליקון פוטוניק צימוד ציוד אינטליגנטי
מבוסס על ארכיטקטורת פלטפורמה אחידה, פתרון זה תומך במקלטי משדר אופטיים הנעים בין 400G ל-12.8T.
זה תואם עם:
- פתרונות ריבוי מצבים (COB-Lens + VCSEL/PD)
- פתרונות מצב-יחיד (DR4/FR4, DR8/FR8, LPO, CPO, NPO, XPO)
הציוד תומך הן בתהליכי צימוד עדשות והן בתהליכי צימוד של מערך סיבים (FA), תוך מיקוד ליישומים הכוללים:
- מרכזי נתונים
- אשכולות מחשוב בינה מלאכותית
- חיבורים אופטיים-בלוח
תכונות מפתח כוללות:
- דיוק גבוה יותר
- רזולוציית יישור: עד ±10 ננומטר
- חזרה על מיקום: ±50 ננומטר
- דיוק זוויתי: ±0.005 מעלות
תאימות רחבה יותר
- תואם למוצרים מרובי-ערוצים הכוללים מרווח ערוצים של 1.25 מ"מ
- תומך בהפעלה מקבילה של עד 8 ערוצים
- תומך הן בחיבור עדשות והן בנתיבי תהליך צימוד של מערך סיבי (FA).
- מכסה יישומים בקצב מלא- מ-400G עד 12.8T
טכנולוגיה מתקדמת
- ארכיטקטורת טכנולוגיה מודולרית התומכת בשדרוגים מתמשכים
- UPH: 20 PCS/H
- Yield: >99.5%
- כיול מהיר יותר
- כיול אוטומטי-בלחיצה אחת
- כיול-בלחיצה אחת לשינויים במודל המוצר
מ-400G ל-1.6T, מהירויות המקלט האופטי ממשיכות להתקדם, בעוד שארכיטקטורות האריזה ממשיכות להתפתח.
עם כל שדרוג דור, HGLaser ממשיך להתפתח לצד דרישות התעשייה.
באמצעות ציוד צימוד מקיף ופתרונות מלאים של תהליך ייצור-, HGLaser הופך כל אתגר תהליך לתפוקת ייצור אמינה עבור הלקוחות, תוך שהוא דוחף ללא הרף את גבולות הייצור ההמוני של מקלטי משדר אופטיים.
