今年，NPOvsCPO是光通信行业最热的话题。但随着博通CPO开始出货、并在Meta数据中心长期运行，英伟达Spectrum-XEthernetPhotonics进入量产，Marvell、AyarLabs、台积电等多家合作伙伴相继亮出各自的CPO系统或量产计划，CPO正逐渐走向产业共识。
今年的CIOE上，ASMPT集团旗下、深耕中国市场的独立品牌奥芯明，把展示重点放在了CPO贴装设备上，并同步发布面向1.6T光互连与共封装光学（CPO）的《从精密光子组装到先进封装的关键制造技术解决方案》白皮书。
为此，光纤在线编辑在现场专访了奥芯明资深技术经理王晖，重点了解了CPO先进封装的难度与挑战。
CPO量产：对准、键合、固化、检测，整条工艺链缺一不可
奥芯明在白皮书中用一张图梳理了光互连不同方案的演进路径：可插拔光模块位于前面板，板级高速电通道最长，信号衰减严重；近封装光学（NPO）将光引擎移近主板，显著缩短电气互连距离；CPO则进一步将光引擎集成到封装内部，可部署于封装基板或光子中介层上，从而实现更高带宽密度、更优能效和更好的信号完整性。随着先进异构集成技术的发展，光引擎正从传统二维集成向更高密度的三维集成演进，并逐步采用回流焊、热压键合（TCB）和混合键合（HybridBonding）等集成技术，进一步提升光电集成度、互连密度和系统性能。
针对业界质疑的CPO难以量产、良率低下等，王晖表示："CPO的核心逻辑，是让光引擎靠近交换芯片（ASIC）或计算核心，缩短关键高速电通道。光引擎越靠近ASIC，对可靠性的要求就越高。"
CPO制造的难，在于电、热、光、力学等多种问题集中在了同一个三维空间一起解决。奥芯明归纳了六类关键挑战，每一类都不是单点问题，而是彼此协同：
第一，超细间距电互连。PIC、EIC与ASIC之间I/O密度急剧提升，互连间距缩小，贴装对准、共面性与微凸点焊接质量都被放大。
第二，热机械失配。硅、铜、有机基板、模塑料、底部填充胶的热膨胀系数各异，在回流焊、热压键合、固化乃至工作温度循环中，应力失配会拉动基板翘曲、芯片倾斜，最终演变为致命的光学对准漂移。
第三，扇出工艺中的芯片偏移。用FOWLP/FOPLP做光引擎时，模塑流动、树脂固化收缩、载体变形都会让芯片位置和角度跑偏，直接压缩后续重布线层（RDL）光刻与过孔互连的工艺窗口。
第四，亚微米级贴装与光学对准。外置激光器、微透镜、光纤阵列组件对位置、角度和键合后偏移高度敏感。设备精度不能只看单次贴得多准，还要连同胶材收缩、固化应力、热漂移一起考量。
第五，污染与材料兼容。光栅耦合器、波导端面、微光学器件对微粒、助焊剂残留和有机挥发物极为敏感，而封装互连过程中引入的残留物和污染物可能对光学性能及长期可靠性带来挑战。
第六，测试与返修。多颗高价值ASIC与多个光引擎深度集成后，封装后的返修成本呈指数级上升。
因此，CPO的量产良率不是由某一台设备决定的，而是对准、键合、固化、检测整条工艺链，能否在量产节拍下同时交出一份稳定答卷。
精度只是起点，完整工艺窗口才是先进封装的机会点
当我们询问对于贴装设备而言，CPO装备的最大难点是否在于更高的贴装精度时，奥芯明认为：设备贴装精度不能直接等同于固定的耦合损耗、模块良率或系统能效，实际性能还受器件公差、耦合结构、材料特性、固化收缩和热机械漂移影响。真正的关键，是在既定器件、材料和工艺环节中，建立一个稳定、可重复的工艺窗口。
在OIF推动的CPO生态中，光引擎可以有多种集成与封装路线：基板型路线强调模块化，PIC、EIC和微光学器件组成可独立测试的光引擎，激光源可内置、也可外置；扇出型路线通过重构晶圆或面板、用RDL把PIC、EIC整合成可独立测试的光电模块，公开研究已展示面向CPO的扇出硅光模块与1.6Tb/s级扇出型晶圆级光引擎；进一步地，PIC与EIC还可采用垂直堆叠架构，通过TSV及高密度芯片间互连实现更短的电连接路径，但对表面平坦度、洁净度、对位精度和工艺环境的要求也更苛刻。具体制造路线取决于光引擎结构、激光源、热管理需求、封装载体、可维护性及供应链选择，不存在适用于所有CPO产品的统一工艺路线。
据此，奥芯明推出了覆盖不同架构的贴装设备：
•AMICRANANO，XY贴装精度±0.2μm@3σ，面向对位置精度极敏感的光电器件集成，支持固晶、倒装芯片、动态对准及多种键合与固化工艺；
•AMICRANOVA，±1μm@3σ，在精度与稳定性之间取平衡，面向需要更高效率的硅光与光电装配；
•AMICRACoS，±1.5μm@3σ，主打芯片到基座的高精度固晶；
•MEGA，±2μm@3σ，面向复杂多芯片封装，支持多器件输入、自动工具切换、键合线厚度控制、多种胶材处理与可选三维检测。
除此之外，面向异构集成的先进封装平台方面：NUCLEUS系列面向晶圆级与面板级扇出型封装，提供±2.5μm@3σ的全局/局部对准能力，直面CPO路线中RDL重构的挑战；FIREBIRD系列做细间距热压键合，精度覆盖2μm到亚微米级，搭载无助焊剂（flux-less）的大气压氧化物去除（AOR）技术，量产足迹覆盖HBM、2.5DCoWoS/CoPoS、EMIB与微凸点3D堆叠；LITHOBOLT系列则瞄准D2W混合键合，实现<100nm的对位精度，可在ISOClass1洁净环境下处理300mm晶圆，为下一代HBM、SoIC及OE的高密度垂直集成提供支撑。
强化本土服务：把全球平台搬到客户身边
作为ASMPT集团旗下、立足中国市场的独立品牌，奥芯明强调"本地驱动、本地服务"：在中国本土布局研发、设计、精密组装、销售与技术支持，同时背靠ASMPT在全球光子组装与先进封装领域的技术积累，围绕中国客户的具体器件结构与量产目标，开展深度的本地化工艺协同。
面对高端装备国产化进程，奥芯明依然拥有强大的竞争力，其底气来自长期、稳定的工艺积累，以及面向下一代产品的提前布局。面向CPO、面向先进封装，奥芯明把基板型、扇出型、垂直堆叠可能用到的贴装、扇出、TCB、混合键合能力都备齐，根据客户的产品架构来定义最终的设备工艺流程。
王总最后强调，多技术路线争议前，作为设备商必须保持能力宽度；而路线一旦收敛，谁的工艺窗口先被客户验证通过，谁才拿到下一轮量产订单的门票。
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