广东宏展科技高性能计算快速温度循环箱:护航 CPO 光引擎从研发到量产(广东宏展科技高科有限公司) szthrk.cn一、CPO 共封装光学的量产背景

(一)光引擎从模块走向共封装

CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)将光引擎与交换芯片封装在同一基板上,缩短高速电信号路径,以提升带宽密度与能效。相比传统可插拔光模块,CPO 让光更靠近芯片,但也让封装、耦合与散热变得更复杂。随着主流算力平台加速推进共封装方案,CPO 已进入量产爬坡阶段,其可靠性验证成为整个产业链能否稳定交付的关键环节。

(二)CPO 量产面临的可靠性新门槛

共封装光学的特殊性在于:光引擎焊接在基板上,一旦失效难以单独更换;光子器件对温度极其敏感,温度变化会引起折射率改变、波长漂移与光功率波动,信号容易偏出工作通道。因此,CPO 器件在量产前必须经过严格的环境应力验证,温度循环是其中不可替代的一环。

二、CPO 光引擎的失效机理

(一)波长漂移与光功率波动

有源光器件在温度变化时会产生参数漂移。以常见激光器为例,波长随温度近似线性漂移,温度升高会使发射波长偏移;当累计漂移超过波分复用系统通道间距时,就会出现相邻通道串扰与误码率上升。同时,温度变化还会改变激光器的阈值电流与输出光功率,影响信号的消光比与链路裕量,进而威胁光链路的稳定性。

(二)贴装对准与封装热应力

CPO 光引擎与基板、透镜、光纤之间的耦合对准精度要求很高。温度循环引起的材料热膨胀差异,会在封装内部产生机械应力,可能造成耦合对准偏移、界面开裂或焊点疲劳。这些失效在静态温度下不易暴露,往往需要反复的温度交变才能被有效检出。

三、温度循环验证的标准依据

(一)标准要求的加严取向

与传统光模块相比,CPO 器件的可靠性验证要求更为严格,主要体现在复杂的温度诱发失效机理与光参数的高温度敏感性上。光通信器件可靠性验证普遍依据 GR-468-CORE 标准,其中温度循环要求在 - 40℃至 + 85℃范围内进行,常规循环次数不少于 500 次,并对温变速率、驻留时间有明确约束。

(二)温度敏感参数的在线监测

由于 CPO 以波长与光功率为主要失效表征,温变验证往往需要配合在线光学参数监测,记录温度曲线与光参数变化的对应关系。这要求试验设备具备稳定的温变过程与可靠的数据记录能力,避免因温度过冲或速率波动引入测试误差。

四、广东宏展科技算力快速温变箱方案

(一)快速温变箱核心参数

广东宏展科技(Lab Companion)快速温变箱,可面向 CPO 光引擎、AI 算力硬件等高可靠器件提供温度循环验证。关键参数包括:

温度范围覆盖 - 70℃至 + 150℃,完整覆盖标准要求的 - 40℃至 + 85℃温域;

温度波动度不超过 ±0.5℃,温度偏差 ±2℃,保障测试过程控温一致;

温变速率提供 5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min 五档,支持线性与非线性模式,其中线性速率支持 5℃/min 至 20℃/min 定制,在 - 40℃至 + 85℃范围内线性度控制在 ±1℃/min 以内;

温变速率范围覆盖 - 55℃至 + 125℃,为扩展温域验证预留余量;

选配快速温变箱时湿度范围为 20~98% RH,低湿型可低至 5~98% RH。

(二)面向 CPO 的测试适配

针对 CPO 光引擎对温变过程与光参数监测的严苛要求,快速温变箱提供程序化多段温变曲线设定与数据自动记录,便于与波长、光功率监测数据联动分析。同时支持从研发用小型箱到产线用大容积箱的灵活配置,覆盖 CPO 器件从实验室验证到量产筛选的全过程。

五、结语

CPO 共封装光学能否在量产中保持高可靠性,取决于能否有效验证并剔除温度诱发失效。广东宏展科技 快速温变箱,以宽温域、多档线性温变速率与稳定的温场控制,为 CPO 光引擎的波长漂移验证与量产可靠性提供有力支撑。

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