一、技術原理與核心優勢

 

PWB的技術基礎是雙光子聚合三維直寫光刻。飛秒激光脈沖被緊聚焦在液態光敏樹脂中，在焦點體積內激發雙光子吸收，引發聚合反應固化材料。通過精確控制激光焦點的三維掃描路徑，可在不同光子芯片之間“打印”出自由形態的單模波導。

 

PWB的核心優勢體現在以下幾個方面。首先是對準容差的大幅提升——PWB波導可補償芯片貼裝過程中高達±30微米的位置偏差，使被動貼裝成為可能，無需對波導進行主動對準。其次是耦合效率——優化的自由曲面波導幾何結構在C波段可實現每個耦合界面低于2分貝的插入損耗。第三是平臺兼容性——PWB支持不同材料平臺光子芯片的混合集成，包括磷化銦、絕緣體上硅、氮化硅、鈮酸鋰和玻璃等。第四是自動化量產潛力——PWB將光纖與芯片之間復雜的空間對準轉化為“波導內有線連接”，可實現高密度封裝和自動化量產。

 

二、應用場景

 

PWB技術在多個光互連場景中展現出應用價值。在芯片到芯片互連中，PWB波導可連接位于不同芯片上的納米光子電路。在激光器到芯片耦合中，PWB可將半導體激光器的出光口與硅光芯片的入光口直接相連。在芯片到光纖耦合中，PWB可將硅光芯片的出光口與單模光纖相連。該方案避免了傳統方案中耗時較多的主動對準調節，節省了光束整形所需的透鏡等分立元件，制備流程相對簡捷。

 

在面向AI光互聯的應用中，PWB與玻璃通孔技術被視為協同突破的兩項核心工藝。PWB技術已通過Telcordia系列環境測試，并在哈佛大學、住友電工等機構得到驗證應用。

 

三、技術局限與發展方向

 

PWB技術的局限性主要體現在材料體系上——當前主要采用聚合物材料，其長期穩定性和溫度特性與無機材料存在差異。此外，PWB波導的傳輸損耗和偏振相關損耗仍需進一步優化。隨著光子集成度的持續提升，PWB有望在光電共封和光輸入/輸出等方案中發揮日益重要的作用