一塊玻璃,填平光子晶片與光纖的“尺寸鴻溝”——康寧 Glass Bridge 技術解析

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康寧推出 Glass Bridge 技術,利用離子交換波導解決光子晶片與光纖的耦合尺寸差異,將對準公差放寬至 30 微米並降低功耗。此技術助力 AI 算力基礎設施升級,帶動康寧股價大漲 15.67%。目前康寧已與 Meta、輝達等雲端巨頭達成大規模合作,在與英特爾、台積電的玻璃基板競爭中搶佔先機,標誌著 AI 互連重心向底層材料轉移。

2026年6月24日,康寧在韓國首爾“AI資料中心光通訊與互連技術大會”上發佈了一款名為Glass Bridge(玻璃橋)的玻璃基光互連元件。這款產品隨後引發康寧股價單日大漲15.67%,也讓“玻璃基光互連”成為AI算力基礎設施領域最受關注的技術話題之一。那麼,Glass Bridge究竟解決了什麼問題?它的核心技術點有那些?本文為你逐一拆解。

一、問題的起點:奈米波導與微米光纖的“尺寸鴻溝”

要理解Glass Bridge的價值,首先要理解CPO(共封裝光學)面臨的一個底層物理難題。

在現代矽光晶片內部,光波導的截面尺寸已經做到數百奈米等級——典型值約450~500奈米。而標準單模光纖的纖芯直徑是9微米,兩者相差約18倍。這好比用一根手指粗的水管去連接一滴水珠大小的出水口,尺寸完全不匹配。

如果直接把光纖端面對準晶片波導,耦合損耗高達5~10 dB,超過90%的光功率會在接點處被浪費。傳統解法是使用光纖陣列單元(FAU)進行空間光路轉換,但FAU的對準精度要求達到0.1微米以內、保偏軸誤差小於0.5度,製造難度、成本和良率全是挑戰。

Glass Bridge的核心價值,就是用一個巧妙的結構設計,把這道“尺寸鴻溝”一次性填平。

二、核心技術點拆解

技術點1:晶圓級離子交換(IOX)波導

Glass Bridge的技術基礎是康寧數十年積累的晶圓級離子交換(IOX)波導工藝。其原理是:在特種玻璃表面覆蓋帶有鏤空線條的掩膜,整片玻璃浸泡在高溫熔鹽中,讓大半徑離子(如鉀離子)替換玻璃中的小半徑離子(如鈉離子),從而在玻璃內部形成折射率變化的區域,構成光波導結構。

這一工藝的關鍵優勢在於 “光路設計從器件介面轉移到材料內部” 。傳統方案需要在光纖端面和晶片表面做精密對準,而Glass Bridge直接在玻璃內部預製好光波導通路,光纖插入後即可沿預設路徑實現與PIC的直接耦合,大幅減少了外部對準環節。

玻璃內部的波導損耗低於0.1 dB/cm,在3mm過渡區長度下總損耗低於0.003 dB,幾乎可以忽略不計。

技術點2:被動對準——將對準公差放寬至30微米

傳統FAU方案需要主動對準,即通過雷射即時檢測耦合效率來微調位置,精度要求0.1微米。Glass Bridge採用被動對準設計,依託玻璃內部預製波導的精度,將對準公差放寬至30微米。這意味著組裝時無需主動雷射校準,只需機械定位即可完成高精度耦合,顯著降低了組裝成本和時間。

技術點3:超低耦合損耗——O波段低至1.5 dB

Glass Bridge設定的光纖與光子晶片耦合損耗目標為低於2 dB,O波段(1310nm)典型值低至1.5 dB,TE偏振模式下最低可達1.44 dB。相比之下,傳統FAU方案的平均耦合損耗在1.8 dB以上。這0.3~0.5 dB的差距看似不大,但在CPO系統中,每一分貝的損耗節省都意味著外接雷射器發射功率的降低和整體功耗的最佳化。

技術點4:高密度可拆卸連接——單連接器超過24通道

Glass Bridge單個連接器支援超過24個光學通道,並可擴展至每個PIC整合多個連接器(如2×24),以滿足更高密度需求。連接器本體僅6.4mm寬,支援40μm、80μm、127μm、165μm等多種PIC間距配置,實現靈活適配。

在可拆卸性方面,Glass Bridge採用標準TMT物理接觸式介面(125μm孔徑標準TMT插芯),支援可靠的可重複插拔連接。這意味著如果光引擎出現故障,可以單獨拆卸更換連接器,而不必整顆載板報廢——這在傳統FAU方案中幾乎不可能實現。

技術點5:TGV玻璃基板CPO架構

康寧同步展示了一種將玻璃基板與光互連結合的下一代CPO架構:在配備玻璃通孔(TGV)的玻璃基板上整合光波導,並通過倒裝晶片方式安裝光子器件。這一架構將“光路”和“電路”整合在同一塊玻璃基板上,為未來基於玻璃基板的半導體封裝提供了系統級解決方案。

三、產業資料與市場背景

Glass Bridge的發佈恰逢玻璃基板產業從技術驗證邁向早期量產的關鍵節點。據Omdia測算,2026年全球封裝玻璃基板市場規模將達186億美元,2030年有望突破320億美元,年複合增長率約14.5%,遠超有機基板約6%的增速。Yole Group預測,2025至2030年半導體玻璃晶圓出貨量的復合年增長率將超過10%,在HBM與邏輯晶片封裝領域增速更高達33%。

在商業化佈局上,康寧已與Meta簽署最高60億美元的長期供應協議,並與輝達、亞馬遜等超大規模雲廠商達成數十億美元的合作。康寧同時擴大了在美國北卡羅來納州、德克薩斯州及波蘭的光通訊製造設施投資,以支撐量產需求。

競爭格局方面,英特爾已改造工廠打造玻璃基板量產基地,計畫2026年推出成熟封裝樣品、2027年大規模釋放產能;台積電搭建了CoPoS玻璃基板試產線。康寧以Glass Bridge率先切入CPO光互連環節,在“玻璃基板+光互連”的交叉領域佔據了先發位置。

四、結語

Glass Bridge本質上是將精密對準從組裝現場搬進了批次化的玻璃製程。它通過離子交換波導技術,在玻璃內部“預製”光路,讓光纖與光子晶片的耦合從一道需要亞微米級精度的手工工序,變成一個晶圓級可批次製造的標準化元件。這不僅是康寧在玻璃科學上數十年積累的一次集中釋放,更標誌著AI光互連的競爭重心正在從光模組整機性能向更底層的材料與連接結構下沉。玻璃,正在成為AI算力基礎設施中一塊不可或缺的基石。 (TGV玻璃基板前沿)