算力时代光模块技术演进与 PCB 板关键技术的协同发展

    在数字经济迅猛发展的当下，AI大模型训练、海量数据传输等需求正以空前速度推动信息基础设施升级。作为数据通信的核心组件，光模块及其承载载体PCB板的技术演进，成为支撑算力时代高效运转的关键。从传统电信号传输的瓶颈突破到光电协同的创新封装，光模块与PCB板的技术迭代始终围绕“更高带宽、更低功耗、更小尺寸”的核心目标展开。

    光模块：需求驱动下的技术爆发
    光模块的快速发展源于人类对数据传输效率的极致诉求。随着AI计算中心对并行数据处理能力的需求激增，网络带宽成为制约算力释放的关键因素，这直接推动光模块技术加速迭代。当前，以CPO、LPO、硅光技术为代表的创新方案正重塑行业生态。
    CPO（光电共封装）技术通过将光引擎与交换芯片集成封装，大幅缩短信号传输路径，在降低功耗的同时实现高密度互联，成为超高速率场景的优选方案。LPO（线性驱动可插拔模块）则凭借线性直驱技术替代传统DSP，在短距离传输中展现出低时延、低成本优势，可有效适配AI计算中心的部署需求。硅光技术融合CMOS工艺的大规模集成能力与光子技术的高速特性，尽管目前在性能与成本上仍面临挑战，但其在功耗控制方面的潜力使其成为未来主流技术的有力候选。
    此外，薄膜铌酸锂技术通过亚微米尺度光波导设计，实现超高电光带宽与超低损耗，为高速光互连提供新路径；相干下沉技术针对1.6T以上速率需求，探索出适合数据中心内部短距传输的“相干精简版”方案。这些技术的并行发展，共同构建起光模块从百G到T级乃至更高速率的演进蓝图。

    光模块的核心构成：多组件协同的精密系统
    光模块的核心功能在于实现电信号与光信号的双向转换，其构成体现精密制造与光电集成的高度融合。一个完整的光模块主要由四大关键部分组成：PCBA（印刷电路板组件）、TOSA（光发射次模块）、ROSA（光接收次模块）及外壳。
    TOSA作为光发射核心，负责将电信号转换为光信号，其性能直接决定信号传输的稳定性；ROSA承担光信号到电信号的逆向转换，对接收灵敏度有着极高要求；PCBA作为连接核心，不仅需要承载各类芯片与器件，更要保障高速信号的无失真传输性能；外壳则在防护、散热等方面发挥重要作用。四大组件的协同工作，使光模块能够在光纤通信系统中实现高效的数据交互。

    光模块PCB板：技术要求与工艺突破
    作为光模块的“神经中枢”，PCB板的技术水平直接制约光模块性能的发挥。随着传输速率迈向400G、800G乃至更高，PCB板在材料选择、结构设计和工艺精度上面临多重技术挑战。
    在传输性能方面，高速信号对PCB的介电常数（DK）和损耗因子（Df）提出严苛要求，低DK、低Df材料成为优先选型，以减少信号衰减与延迟。阻抗控制精度从传统的±10%提升至±7%甚至±5%，线路线宽/线距已突破至30/30μm，公差控制在±10μm以内，这些参数的提升为高速信号传输提供基础支撑。
    散热设计构成另一重要技术难题。随着光模块功率密度的增加，埋铜块、加厚铜、盲槽等工艺被广泛应用，其中埋铜块的平整度需控制在0~-10μm范围内，确保散热效率的同时避免对其他组件造成影响。塞铜浆/银浆、镭射孔填孔等工艺进一步强化热传导路径，有效缓解高温带来的可靠性风险。
    在接口可靠性上，金手指作为光模块的关键连接组件，需满足耐插拔要求（≥500次）、耐腐蚀要求（通过MFG测试等），其外观不允许出现漏镍、划伤等缺陷，尺寸公差控制在±0.05mm以内。热插拔设计中，分段式金手指的布局保障了带电操作的安全性。
    高密度集成需求推动PCB制造工艺革新。HDI（高密度互联）技术、任意层互连、多次压合等工艺的应用，使有限空间内实现多通道布线成为可能。盲埋孔、盘中孔等设计减少信号传输路径，而引线键合工艺中，90/90μm焊盘的尺寸公差需控制在±15μm，打线拉力≥5g，确保芯片与PCB之间的稳定连接。

    技术融合驱动未来发展
    光模块与PCB板的技术演进，本质上是算力需求与工程实践的协同创新。从CPO的共封装到硅光技术的规模化应用，从液冷散热到高密度布线，每一项突破都在推动数据传输向更高速、更稳定、更高效的方向演进。未来，随着3.2T乃至更高速率需求的到来，光模块与PCB板将在材料科学、精密制造、系统集成等领域持续突破，为数字经济的蓬勃发展提供坚实的硬件基石。