在当今高速发展的信息技术时代，数据传输的速度和效率成为制约许多高科技应用的关键因素。特别是在人工智能（AI）和云计算领域，对高速数据传输的需求更是达到了前所未有的高度。传统的光模块生产方式已难以满足市场对高性能、低延迟和高带宽的要求，因此光模块制造商正在积极探索智能化生产技术。为了满足这一需求，线性驱动可插拔光学（LPO）技术应运而生，并在推动光模块低速率发展的同时，也面临着一系列挑战。

LPO为数据传输加速，推动光模块发展

LPO技术是一种在数据链路中采用线性模拟元件的解决方案，无需依赖复杂的CDR（时钟数据恢复）或DSP（数字信号处理）设计。这种技术显著降低了功耗和延迟，成为满足AI计算中心短距离、高带宽、低功耗和低延迟数据连接需求的理想选择。

在800G光模块时代，LPO技术更是展现出了其巨大的潜力。800G光模块是一种具有800Gbps传输速率的光模块，用于提高数据中心的带宽和端口密度，降低成本和能耗，同时提高网络的稳定性和可靠性。LPO技术通过优化光模块的架构设计，能够有效降低功耗和成本。例如，8×100 Gbit/s光模块在与单波长100 Gbit/s电接口搭配时，能实现性能优化；而4×200 Gbit/s光模块与单波长200 Gbit/s电接口搭配良好。

LPO目前的发展趋势

近日，光通信行业市场调研机构LightCounting发布最新一期的硅光报告，更新了对线性驱动可插拔模块和共封装光学的市场预测。LightCounting认为，传统的可插拔模块将在未来5年甚至更长时间内继续主导市场。到2026年—2028年，LPO/CPO端口将占到800G和1.6T总部署端口的30%以上。

▲Source：光通信行业市场调研机构LightCounting

目前，LPO技术正逐步应用于数据中心和云计算领域，为高速数据传输提供更加可靠和高效的解决方案。在光模块的封装方面，LPO技术也推动了不同形式的光模块封装的发展。例如，双密度四通道小型可插拔（800G QSFP-DD）和八通道小型可插拔（800G OSFP）以及多种1.6T（VCSEL/EML/CW+Siph/TFLN/QD）等封装形式，使得高速光模块更加灵活和易于部署。

此外，LPO技术还在不断发展和完善中。随着硅光子（SiPh）技术的发展，高速传输领域有了更为可靠的选择。未来，随着硅光子调制器和硅基薄膜铌酸锂技术的发展，有望实现更高速率的光模块解决方案。

LPO面临的挑战

线性驱动可插拔光学器件（LPO）在光互连领域展现出了诸多显著优势，这些优势使其成为强化数据中心连接、满足现代网络环境日益增长的需求的优选解决方案。

• 热插拔设计，简化维护：与CPO（共封装光学）不同，LPO保留了光学元件的传统模块化设计，提供了一种更为便捷、侵入性较小的解决方案。在CPO系统中，设备故障往往需要拆卸整个交换机，维护不便。而LPO的热插拔设计则大大简化了更换流程，显著减少了用户的停机时间。
• 降低延迟，提升性能：LPO技术摒弃了数字信号处理器（DSP）的使用，从而消除了信号恢复的需求。这一处理开销的减少，使得系统延迟显著降低，因此LPO特别适用于对时序要求极高的应用，如高性能计算中心（HPC）中的GPU间通信。
• 降低成本，增强竞争力：不使用DSP不仅降低了功耗，还减少了运营成本。DSP技术目前主要由少数制造商掌握，属于利基专业知识。LPO不依赖DSP，在一定程度上减少了对这些有限资源的依赖，有助于供应链多样化，进而增强市场竞争力。

尽管LPO技术具有诸多优势，但在实际应用中也面临着一些挑战。首先，多模光纤存在带宽限制，导致100Gbit/s PAM4 VCSEL（垂直腔面发射激光器）的传输距离限制在50米以内。为了克服这一难题，业界正逐步转向采用单模光接口解决方案。然而，单模光接口解决方案的成本和技术难度都相对较高，需要进一步的技术突破和成本降低。

其次，LPO技术需要高精度的封装工艺来确保光模块的稳定性和可靠性。LPO方案中线性度较高的Driver（驱动芯片）和TIA（Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器）扮演着至关重要的角色，是光电信号转换传输的关键组件，它们分别集成了CTLE（Continuous-Time Linear Equalizer，连续时间线性均衡器）和EQ（Equalization，均衡）功能，用于补偿高速信号在传输过程中遇到的衰减和失真。因此，任何封装上的缺陷都可能导致光模块的性能下降甚至失效。

固晶机在LPO技术中的作用

博众半导体星威系列共晶贴片机是VCSEL、PD、Driver、TIA等光电芯片封装贴合的理想设备，兼具共晶、蘸胶、点胶、Flipchip、UV紫外胶等贴片工艺为一体。根据不同芯片的设计、材料和工艺，为光电子行业提供先进的LPO技术中芯片器件的高精度封装解决方案，满足更高的LPO集成需求，进一步提升LPO技术的性能，满足更高速率、更低功耗和更远距离的数据传输需求。

LPO技术作为一种创新的数据传输解决方案，正在逐步改变着光模块和数据中心的发展格局。通过优化光模块的架构设计、降低功耗和成本，LPO技术为高速数据传输提供了更加可靠和高效的解决方案。然而，LPO技术也面临着一些挑战，需要不断的技术突破和市场认可。在这个过程中，固晶机作为芯片封装的关键设备之一，将继续发挥着重要作用。未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，LPO技术有望为数据传输领域带来更多的创新和变革。

想了解更多博众半导体产品及解决方案，欢迎联系我们。