光モジュールとPCB：AI時代の高速データ伝送を推進

急速に進化するデータ通信の世界では、効率的で高帯域幅のソリューションに対する需要がかつてないほど高まっています。AI駆動型アプリケーションと膨大なデータ処理によってネットワークパフォーマンスの限界が押し上げられる中、 光モジュール そしてそれらの積分 光モジュールPCB これらの課題に対応するため、急速に進化してきました。この進化は、伝送効率を向上させるだけでなく、データセンターやクラウドコンピューティング環境などの厳しい環境における信頼性の確保にもつながります。

FiberMallでは、コスト効率の高いサービスの提供に特化しています。 光通信製品およびソリューショングローバルデータセンター、クラウド環境、エンタープライズネットワーク、アクセスネットワーク、ワイヤレスシステムを強化します。AI対応通信ネットワークにおけるリーダーシップは、高品質で価値主導型のソリューションを提供する最適なパートナーです。 光モジュール 　 PCB類このブログでは、光モジュールの背景、技術的進歩、構成について解説し、その後、 光モジュールPCB 必需品。

背景：高帯域幅ネットワークの需要の急増

よく知られているように、需要が開発を推進します。 光モジュール ますます複雑で膨大なデータを効率的に伝送したいという人類の要求の高まりに直接起因しています。その結果、通信技術に対する要件は絶えず進化し、より複雑になっています。 光モジュールPCB.

AIの大規模モデルの学習と推論の台頭により、大規模な並列データコンピューティングの需要が高まり、グローバルネットワーク帯域幅にかつてないほどの負担がかかっています。これにより、 光モジュール、次のような新興技術を推進しながら CPO, LPO, シリコンフォトニクス 最前線に。

• CPO（コパッケージ光学部品）: この共パッケージ光学技術は、フォトニック部品と電子部品を 1 つのパッケージに統合することに重点を置いており、高速、高密度の相互接続伝送シナリオに最適です。
• LPO（リニアプラガブルオプティクス）: プラグ接続性とコスト効率を重視した LPO は、短距離伝送アプリケーションに適しています。
• シリコンフォトニクス技術: シリコン材料を使用して光電子デバイスを製造する方法であり、フォトニクスとエレクトロニクスの利点を組み合わせて優れた性能を実現します。

これらのイノベーションは 光通信ソリューション最新のインフラストラクチャにシームレスなスケーラビリティを保証します。

光モジュール技術の進化の軌跡

コンピューティングパワーの時代では、 光モジュール AIやビッグデータのワークロードをサポートするには、低消費電力と高帯域幅を実現する必要があります。現在の業界動向は、従来のプラガブルモジュールから、消費電力を最大40%、レイテンシを約50%削減する、より統合されたソリューションへの移行という進化の道筋を示しています。この変化は、プラガブル中心の設計から、統合型で進化する光インターコネクトへの重要な転換点となります。LPOはプラガブルモジュールの進化のステップであり、CPOはシリコンフォトニクスを活用してコストと消費電力を最小限に抑える、最終的な革新的な形態です。

以下の表は、ZTEの「データセンター光モジュール技術と進化」の知見に基づき、光モジュールの進化における主要な新興技術を概説しています。技術名、詳細な内容、概要をそれぞれ強調表示し、これらの進歩がAI駆動型データセンターにおける高密度・低消費電力のニーズにどのように対応しているかを包括的に示しています。

テクノロジー名	コンテンツ	製品概要
液冷光モジュール	コールドプレート式液体冷却システムでは、冷却剤は発熱する電子部品に直接接触しないため、従来の光モジュールをこのようなシステムに適用する場合、一般的に互換性の問題を考慮する必要はありません。しかし、浸漬型およびスプレー型の液体冷却システムでは、冷却剤が放熱デバイスに直接接触します。特に、デバイスが冷却剤に完全に浸漬される浸漬型システムでは、その影響が顕著です。従来の光モジュールは空冷を想定して設計されており、浸漬型またはスプレー型の環境では故障する可能性があります。したがって、これらのシステムで信頼性の高いデータ伝送を確保するには、液体冷却に特化した設計と標準化された技術要件が不可欠です。	液冷は極めて高いエネルギー効率と熱密度を実現し、データセンターの放熱圧力と省エネ課題に対する重要なソリューションとなります。液冷式光モジュールは、今後の避けられないトレンドを象徴しています。
LPOソリューション	LPOは、従来のDSPをリニアダイレクトドライブ技術に置き換え、機能をスイッチチップに統合し、ドライバチップ（Driver）とトランスインピーダンスアンプ（TIA）チップのみを残します。LPO光モジュールのドライバチップとTIAチップは、直線性を向上させるための強化された性能を備えています。	LPOは、短距離、低消費電力、低レイテンシのアプリケーションに優れており、AIコンピューティングセンターに最適です。既存の成熟した光モジュールサプライチェーンを活用することで、LPOは高線形性TIA/ドライバベンダーからの強力なサポートを受けながら、迅速な導入を実現します。
CPOソリューション	CPOは、プラガブル光モジュール形式を使用せずに、光エンジンとスイッチチップを一体パッケージ化します。これにより、エンジンとチップ間の電気信号伝送が高速化され、伝送距離が短縮されるため、サイズが縮小され、消費電力が低減され、効率が向上します。	CPO は、スイッチ光電子共同パッケージングによりコストと電力を削減し、将来の高統合、低電力、低コスト、超高速モジュール アプリケーションに最適な包括的なソリューションを提供します。
シリコンフォトニクス技術	この低コスト・高速光通信技術は、シリコンフォトニクスを基盤とし、シリコンベースの相補型金属酸化膜半導体（CMOS）マイクロエレクトロニクスプロセスを用いて集積光子デバイスを製造します。CMOSの超大規模ロジックと高精度製造技術と、フォトニクスの超高速性と低消費電力（CPO/LPOアーキテクチャに基づく）を融合しています。	性能、プロセス、コストの課題により、研究開発投資と売上は III-V 材料に比べて遅れていますが、シリコンフォトニクスはコストと電力面での優位性により、将来の主流の光デバイス技術として位置付けられています。
薄膜ニオブ酸リチウム技術	従来のバルクニオブ酸リチウムと比較して、薄膜ニオブ酸リチウム導波路はサブミクロンスケールの光導波路を可能にし、集積度、光場閉じ込め、材料相互作用の向上により、超高電気光学帯域幅、超低駆動電圧、超低光損失を実現します。これは電気光学変調器に革命をもたらす可能性があります。	超高速データセンターやコヒーレント光伝送のコアデバイスとして、高性能、低コスト、小型、量産性、CMOS互換性を備え、将来の高速光相互接続にとって非常に競争力のあるソリューションとなります。
コヒーレントシンキング（コヒーレントライト）	データセンターでは、強度変調直接検波（IM-DD）が依然として主流です。進化する需要におけるIM-DDの限界に対処するため、業界では短距離データセンターリンク向けにカスタマイズされた「コヒーレント・ライト」ソリューションの開発が進められています。	データセンター内接続が1.6Tを超え、3.2Tへと進むにつれ、分散とリンクバジェットがIM-DDの課題となっています。Coherent Liteは、大規模3.2Tインターコネクトの有力な候補として浮上しています。
ライトインライトアウト（OIO）テクノロジー	OIOは、コンピューティングチップ（CPU、GPU、TPU）を同一パッケージに統合したチップベースの光インターコネクトです。分散システム（ボード、ラック、列間）におけるシームレスな通信を実現します。帯域幅密度、エネルギーコスト、レイテンシの点で、オンパッケージの電気インターコネクトに匹敵します。形態としては、オンボードオプティクス（OBO）、NPO、CPO、そして将来的には光電子集積回路（OEIC）などがあります。OIOは、100倍以上のチャネル密度とチャネルあたりの帯域幅を実現し、スイッチチップを100T、200T、あるいはそれ以上の規模に進化させる上で不可欠です。	OIO は、高容量ネットワークで前例のないスケーラビリティを実現し、効率的で低遅延の光相互接続の次世代を推進します。

この道筋は、遅延とエネルギー消費を最小限に抑える、より効率的でコンパクトな設計への移行を強調しており、 光モジュールPCB 高性能なセットアップで。

光モジュールの構成

光モジュール 光チップやデバイスから組み立てられ、光通信機器に挿入または組み込まれて外部接続されます。光ファイバー通信において、送信側では電気信号と光信号の相互変換、受信側では光信号と電気信号の相互変換を行います。

コア構造 光モジュール 4 つの主要コンポーネントで構成されます。

• PCBA（プリント基板アセンブリ）: 電気部品を統合する基盤基板。
• TOSA（送信光サブアセンブリ）: 光信号の伝送を処理します。
• ROSA（受信光サブアセンブリ）: 光信号の受信と変換を管理します。
• 住まい: 保護と構造的完全性を提供します。

これらの要素は調和して動作し、堅牢な信号整合性を確保し、 光モジュールPCB 信頼性の高いデータフローの陰の功労者。

光モジュールPCB：コンピューティング時代の要求に応える

コンピューティング時代は低消費電力と高帯域幅を重視しており、 光モジュールPCB 主に以下によって決まります。

• 光モジュールのパッケージ。
• 光モジュールの伝送速度。
• 放熱性、ホットスワップ可能な耐久性、さまざまな産業環境でのパフォーマンスなど、特殊なアプリケーションのニーズ。

次の表は、PCB ボード メーカーがこれらの光モジュールの技術要件にどのように対処しているかを詳細に示しており、最適な材料とプロセスの選択に関する説明と重要な参考資料も含まれています。

光モジュールの技術要件	PCBボード工場へのアプローチ	説明
パッケージング	光モジュールのパッケージ方法は顧客の設計に依存する	さまざまなフォーム ファクターでシームレスに統合できるよう、クライアントの仕様に合わせてカスタマイズされています。
伝送速度	顧客の要件に基づいて、低Df、低DK材料を優先します	Dfに関する知識リファレンス：基板CCLおよびPP特性：損失係数Df（高周波伝送における信号損失の指標）。DKに関する知識リファレンス：基板CCLおよびPP特性：誘電率DK（信号速度とインピーダンス制御に影響）。低損失材料を選択することで、高速伝送における減衰を最小限に抑えることができます。
特別なアプリケーションのニーズ	顧客の要件に基づいて、特別な技術やプロセスを使用する	放熱：銅ブロック埋め込みプロセス、銅ペースト/銀ペーストによるプラギング、レーザーによる穴埋め…挿抜耐久性：金メッキフィンガー（繰り返し挿抜時の耐摩耗性と電気接続性を向上させる）。これらのカスタムプロセスにより、過酷な環境下における熱的および機械的ストレスを軽減します。

一般的な光モジュールPCB設計

(注: 元の文書には、Web から取得した一般的な光モジュール PCB ボードの画像が掲載されています。金のフィンガーとビアを備えた階層化された高密度ボードを強調した図を視覚化してください。)

これらのデザインは、 光通信製品.

光モジュールPCBの代表的な機能領域

光モジュールPCB パフォーマンスを最適化するために特殊な領域を組み込む:

• 高密度設計: サイズの制約と高速データ伝送の必要性により、 光モジュールPCB マルチレイヤリングとブラインドビア相互接続を採用してルーティング密度を高め、マルチチャネル構成に対応します。
• 放熱設計周波数と帯域幅が増加すると発熱が増加し、信頼性と信号整合性にリスクが生じます。温度上昇は性能を低下させる可能性があるため、高度な熱管理が求められます。 光モジュールPCB 重大な製造上の課題が生じます。

光モジュールPCBの主な技術要件

これらの要求に応えるために、 光モジュールPCB いくつかの重要な領域にわたって厳格な仕様を満たす必要があります。

1. ライン機能
   1. 線幅/間隔（幅/間隔）: 従来の 100/100μm (±20μm 許容差) から 30/30μm (±10μm 許容差) へ、あるいはより厳密な制御によるさらに細い線へ進化しています。
   1. インピーダンス許容差: 従来の±10%から±7%、さらに±5%まで低下しました。
2. アライメント機能
   1. レーザービア/パッド直径: 100/250μmから75/130μm、または50/110μmまで進行します。
   1. ソルダーマスクインク精度: はんだマスクのウィンドウとパッドの位置合わせは、±25μm ～ ±15μm、またはそれ以下です。
   1. アウトライン精度
      1. 外形公差：±0.1mm。
      1. 穴間中心公差: ±0.075mm から ±0.038mm。
      1. パッド間中心公差: ±0.075mm ～ ±0.05mm。
      1. PCB エッジから金フィンガーまでの許容差: ±0.05mm。
      1. スロット径許容差: ±0.05mm。
      1. スロットから金指までの許容差: ±0.1mm。
3. ワイヤーボンディング
   1. ワイヤボンディングパッドサイズ: 90/90μm、寸法公差±15μm。
   1. ワイヤー引張強度: ≥5g、ボールせん断テストが必要です。

• ゴールドフィンガー
  • 外観基準: ニッケルの露出、突起、汚染、傷がないことなど、顧客の仕様に応じた厳格な要件。
  • 耐食性: MFG テストなどの顧客指定のテストに合格する必要があります。
  • 挿入/抜去時の耐久性: 顧客の要件に応じて少なくとも 500 サイクルに耐えます。

• ホットスワップ対応: ワイヤ残留物がなく、品質基準を満たした、グレード分け/セグメント化されたゴールド フィンガー。
  • ゴールドフィンガーエリア基板厚さ: 許容範囲は顧客のニーズに合わせて厳密に管理されます。
• 埋め込み銅ブロック
  • 平坦: 0～-10μm。

これらの技術的要求は、 光モジュールPCB 最先端のアプリケーションには不可欠です。

まとめ：明日のネットワークのためのイノベーション

間の相互作用 光モジュール とその PCB類 AI対応ネットワークの成長を持続させるには、これが極めて重要です。速度、効率、信頼性に対する需要が高まる中、競争力を維持するには、パフォーマンスとコストのバランスが取れた革新的なソリューションが不可欠です。

FiberMallは、 光通信製品およびソリューションは、グローバルデータセンター、クラウドコンピューティング環境、エンタープライズネットワーク、アクセスネットワーク、ワイヤレスシステム向けに、コスト効率の高いサービスを提供することに尽力しています。AI対応通信ネットワークのリーダーシップで知られるFiberMallは、高品質で価値重視のソリューションを求めるお客様にとって理想的なパートナーです。 光モジュール 　 PCB類.