在高性能计算、人工智能和大规模数据通信的浪潮之下，共封装光学（CPO）不再是一个概念验证的舞台，而是整个微电子封装生态亟待攻克的技术制高点。可是，推动它走出实验室、进入晶圆厂、最终走向商业交付的，不是“先进架构”的构想，而是材料层的实打实突破。

在 2025 年 IEEE ECTC（第 75 届电子组件与技术大会）上，Google、Intel、AIM Photonics、Tyndall 等机构围绕“先进材料在 CPO 落地中的角色”展开密集探讨。这场特别会议并不是简单展示研究成果，而是一次产业内部的材料底层盘点和路线校准。

         材料，才是 CPO 复杂性的“开关”

如果把 CPO 模块当作一个系统级工程问题，它的核心挑战可以分为三大类：

1.光电耦合与对准精度（Sub-micron alignment）

2.热管理与机械应力耦合（Thermo-mechanical reliability）

3.材料稳定性与工艺兼容性（Process integration & longevity）

而这些问题，没有一个能脱离材料属性本身来解决。

在会议的讨论环节，专家们提到了几个材料关键点：

         ·CTE 匹配性（热膨胀系数）：CPO 模块内的有源芯片、光子芯片、封装基板、光纤接口，其材质跨度极大，热胀冷缩造成的失配应力会累积失效。

         ·光学粘结剂（Index Matching Epoxy, IME）：需要具备光学透明性、稳定折射率、紫外/热固化双兼容，以及长期湿热环境下不翘曲、不开裂。

         ·低介电材料（Low-Dk/Df）：用于高速信号路径布线，但需兼容激光辅助绑定和多层金属布线栈结构。

换句话说：没有材料的稳定性与兼容性保障，CPO 模块就是用堆叠堆上去的“不定时炸弹”。

          AIM Photonics：TAP 平台背后的材料地图

AIM Photonics 的 TAP（Test, Assembly & Packaging）平台，是目前全球少数几家具备 CPO 全流程实验验证能力的机构之一。他们构建了从 300mm bumping 到 die attach、wire bonding、fiber attach，再到 X-ray、ellipsometry 和光电联合测试的工艺线。

特别值得注意的是材料工序的分层设计：

         ·第一层：芯片级互连
使用 Cu pillar 和 Ni/Au pad，在保证高速传输的同时控制电迁移与腐蚀。

         ·第二层：封装耦合
包括 die attach、flip chip、optical attach，关键是粘结剂的均匀性与应力释放能力。

         ·第三层：光纤接入层
引入微透镜、光波导、evanescent coupling、甚至 photonic wire bonding——对材料的几何精度与光学稳定性提出极高要求。

这三层，每一层都必须选用不同类别的材料、匹配不同工艺温度、保证长期可靠性。

         CPO 不是在一块板子上加个光模块，而是要在材料与系统层实现一个完整生态闭环。

         玻璃 vs. 硅：CPO 基板材料的根本分歧

来自 Tyndall 国家研究所的 Padraic Morrissey 博士，带来了 CPO 平台材料演进中最关键的一组对比数据：玻璃中介层（Glass Interposer）与硅中介层（Silicon Interposer）在多项指标上的优劣

更重要的是，在演示平台上，玻璃中介层实现了：

         ·25GHz 带宽

         ·<1.5dB 插损

         ·±25μm 对准容差

这些数据已经接近实用化门槛。

而玻璃还支持面板级封装（PLP），未来可直接与 OSAT 的标准工艺兼容，这是从“科研原型”走向“规模制造”的关键一步。

         Intel 的 CPO 材料体系图谱：一张图讲透全局复杂性

Intel 分享了一张极具信息密度的 CPO 材料需求矩阵，直接将关注点从功能性、制程、回流兼容性、可靠性、制造可行性五个维度展开，明确了材料层级的系统性要求。

关键技术点包括：

         ·材料必须在 SAC 回流温度下保持结构稳定，不开裂、不起泡

         ·要求在 -40°C~125°C 热循环中无性能劣化

         ·所有材料需具备标准化测试路径（如 JEDEC、MIL-STD）以保障跨厂商一致性

         ·粘结剂既要有粘性，又要允许精准定位，极其考验流变行为

Intel 最后一页提出的终极问题是：

       “CPO 不是一个技术堆栈，它是一个跨公司协同制造系统。若没有材料标准化，整个生态无法良性发展。”

          写在最后：材料，从来不是配角

这场特别会议用几十页报告给出一个清晰判断：CPO 的未来不在于更炫的概念，而在于更稳的材料体系。

每一层光波导、每一滴粘合剂、每一个封装结构，都是潜在的“系统弱点”或“可靠性爆点”。

理解这一点的人，才是真正参与产业级 CPO 的那群人。

来源：《半导体产业报告》

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