熱門關(guān)鍵詞: 電磁屏蔽材料 導(dǎo)熱硅膠 導(dǎo)熱硅膠片 導(dǎo)熱界面材料解決方案
光模塊市場(chǎng)正迎來(lái)前所未有的增長(zhǎng)機(jī)遇,AI算力需求爆發(fā)推動(dòng)800G/1.6T光模塊年增速達(dá)79%,數(shù)據(jù)中心升級(jí)加速400G/800G部署與高密度機(jī)柜需求,以及5G建設(shè)帶動(dòng)前傳/中回傳光模塊大規(guī)模采購(gòu)。技術(shù)層面呈現(xiàn)多維突破:速率向800G/1.6T演進(jìn),硅光與CPO封裝顯著降低功耗和成本,國(guó)產(chǎn)化率已超60%,綠色標(biāo)準(zhǔn)助推液冷等能效提升方案。未來(lái),LPO、智能光模塊、車載激光雷達(dá)和衛(wèi)星光通信等新方向?qū)⑦M(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)向高速、低功耗、高集成度發(fā)展。光模塊從400G向800G、1.6T的演進(jìn),絕非簡(jiǎn)單的速度競(jìng)賽,更是一場(chǎng)由AI和數(shù)字經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)的深刻基礎(chǔ)設(shè)施革命。
在AI算力的價(jià)值鏈條中,算力芯片、互聯(lián)技術(shù)與散熱系統(tǒng)構(gòu)成了緊密協(xié)同的“黃金三角”。芯片作為智能的載體,奠定算力基礎(chǔ);互聯(lián)成為協(xié)作的脈絡(luò),實(shí)現(xiàn)高效傳輸——尤其隨著光模塊速率不斷演進(jìn),功耗也在急劇上升,使得散熱日益成為制約性能與可靠性的關(guān)鍵瓶頸。高溫不僅會(huì)導(dǎo)致光模塊中的激光器(TOSA)發(fā)生波長(zhǎng)漂移和誤碼率上升,還會(huì)加速光器件老化,直接威脅整個(gè)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此,散熱已不僅是“穩(wěn)定的基石”,更是確?;ヂ?lián)效能持續(xù)釋放的核心保障。
高速率光模塊散熱困境
高功率密度與熱流密度
隨著光模塊速率提升,單模塊功耗顯著增加,導(dǎo)致熱流密度激增。例如,800G光模塊功耗可達(dá)18W/只,1.6T模塊功耗更高,熱量快速累積,直接影響模塊穩(wěn)定性與壽命。
小型化封裝限制
高速光模塊多采用緊湊型封裝(如QSFP-DD),內(nèi)部空間狹小,傳統(tǒng)散熱方案難以有效填充微隙。多熱源集成易形成局部熱點(diǎn),且散熱外殼內(nèi)導(dǎo)熱材料貼合不良,進(jìn)一步加劇散熱難題。
導(dǎo)熱材料可靠性問(wèn)題
性能退化:長(zhǎng)期運(yùn)行后,導(dǎo)熱材料性能下降,如硅油揮發(fā)溢出可能導(dǎo)致光信號(hào)散射衰減,加速模塊性能衰退。
界面熱阻:傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料(如凝膠、墊片)縱向?qū)崧什蛔悖嗉?jí)散熱界面粗糙度導(dǎo)致空氣間隙,界面熱阻占比超50%。
機(jī)械與老化問(wèn)題:過(guò)軟凝膠易被熱循環(huán)擠出界面,高硬度墊片難貼合曲面;長(zhǎng)期老化還可能出現(xiàn)光路污染、填料沉降、基體脆化等問(wèn)題。
散熱方案成本與兼容性
綜上,800G/1.6T+光模塊散熱需兼顧高功率密度、小型化封裝、材料可靠性及成本控制等多方面挑戰(zhàn),推動(dòng)散熱技術(shù)創(chuàng)新成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
高速率光模塊熱管理 鴻富誠(chéng)產(chǎn)品矩陣
鴻富誠(chéng)憑借在熱管理材料領(lǐng)域多年的深耕與技術(shù)積累,針對(duì)日益增長(zhǎng)的光模塊需求推出了一系列創(chuàng)新、可靠的系統(tǒng)散熱解決方案,為光通信行業(yè)的高速發(fā)展保駕護(hù)航。
01
TOSA & ROSA
光模塊的散熱設(shè)計(jì)需針對(duì)其核心元件的特性進(jìn)行精準(zhǔn)優(yōu)化:發(fā)射端(TOSA)的激光器對(duì)溫度高度敏感,溫度波動(dòng)易導(dǎo)致波長(zhǎng)漂移和功率不穩(wěn)定,要求TIM材料在金屬界面(如銅/鋁)上兼具優(yōu)異潤(rùn)濕性、高導(dǎo)熱和低應(yīng)力特性,以高效傳導(dǎo)熱量同時(shí)避免應(yīng)力損傷芯片;
接收端(ROSA)的跨阻抗放大器(TIA)雖功耗較低,但溫度穩(wěn)定性直接影響接收靈敏度和誤碼率,要求TIM材料在低熱負(fù)荷下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,且無(wú)硅油析出,杜絕污染光路的風(fēng)險(xiǎn),從而保障全生命周期的散熱可靠性。
推薦TIM類型1丨鴻富誠(chéng)導(dǎo)熱凝膠 HTG-S1200C
精準(zhǔn)溫控,保障激光器性能穩(wěn)定
鴻富誠(chéng)HTG-S1200C導(dǎo)熱凝膠具有高達(dá)12 W/m·K的導(dǎo)熱系數(shù),可高效導(dǎo)出TOSA區(qū)域集中熱量,有效控制激光芯片結(jié)溫,確保發(fā)光波長(zhǎng)與功率處于穩(wěn)定工作區(qū)間,顯著提升光通信質(zhì)量與可靠性。
超柔低應(yīng)力,守護(hù)芯片安全
該凝膠呈半流動(dòng)膏狀,在接觸壓力下可充分填充微間隙,自動(dòng)適應(yīng)不平整界面。固化后形成彈性體,硬度極低( Shore 00),有效吸收機(jī)械振動(dòng)與熱膨脹應(yīng)力,避免對(duì)激光芯片產(chǎn)生內(nèi)外應(yīng)力損傷,尤其適合敏感元器件長(zhǎng)期使用。
界面高效貼合,抗老化性能卓越
針對(duì)TOSA金屬表面,HTG-S1200C展現(xiàn)出高表面親和力,潤(rùn)濕性強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)近乎零孔隙的界面熱傳導(dǎo)。產(chǎn)品通過(guò)高溫高濕(85℃/85%RH)、冷熱循環(huán)(-40~125℃)等嚴(yán)苛環(huán)境測(cè)試,無(wú)油離、無(wú)干裂,性能持久穩(wěn)定,適配光模塊全生命周期需求。
推薦TIM類型2丨鴻富誠(chéng)導(dǎo)熱墊片 低出油 TP-LY系列
適中導(dǎo)熱,平衡性能與成本
TP-LY系列提供1~15W/m·K的寬范圍導(dǎo)熱率選項(xiàng),精準(zhǔn)匹配TIA模塊中低功率散熱需求。在保障有效熱傳導(dǎo)的同時(shí),避免因過(guò)度設(shè)計(jì)帶來(lái)成本上升,尤其適合需大規(guī)模部署的光模塊產(chǎn)品。
潔凈防護(hù),保障光學(xué)界面可靠
光模塊內(nèi)部光學(xué)接口對(duì)污染物極為敏感。該墊片采用低硅油析出配方,經(jīng)85℃/85%RH高溫高濕測(cè)試驗(yàn)證,幾乎無(wú)油離現(xiàn)象,可長(zhǎng)期保持光學(xué)界面潔凈,保障接收端信號(hào)的高可靠性。
高柔順與耐候特性,適配嚴(yán)苛環(huán)境
材料具備優(yōu)良?jí)嚎s性,在低應(yīng)力條件下即可實(shí)現(xiàn)高效界面填充,適應(yīng)殼體與PCB之間的公差波動(dòng)。產(chǎn)品通過(guò)冷熱循環(huán)(-40℃至125℃)及長(zhǎng)期高溫老化測(cè)試,表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和持久導(dǎo)熱性能,熱阻變化率極小,確保產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)散熱可靠。
02
驅(qū)動(dòng)器芯片 & DSP芯片
光模塊中的驅(qū)動(dòng)器與DSP芯片屬于高功耗、高熱量集中的裸die芯片,通常借助PCB向殼體導(dǎo)熱。此類芯片熱流密度大,需依賴超高導(dǎo)熱材料迅速導(dǎo)離熱量。安裝間隙存在不確定性。
極致導(dǎo)熱,突破熱管理瓶頸
依托石墨烯取向排列技術(shù),鴻富誠(chéng)石墨烯導(dǎo)熱墊片實(shí)現(xiàn)縱向?qū)嵯禂?shù)≥130W/m·K,熱阻低至0.04℃·cm2/W,和12w-18w導(dǎo)熱凝膠相比有較大熱收益??裳杆賹⑿酒瑹崃總鲗?dǎo)至散熱殼體,保障1.6T及更高速率光模塊在高負(fù)載下的穩(wěn)定運(yùn)行。
超薄柔性,契合高密設(shè)計(jì)趨勢(shì)
厚度可控制在≤0.3mm,提供多厚度與硬度選項(xiàng),輕松嵌入芯片、PCB與外殼間的狹窄間隙。不僅為高功率芯片建立高效散熱通道,還可實(shí)現(xiàn)多熱源協(xié)同散熱,有力支持光模塊持續(xù)小型化與集成化。
低應(yīng)力貼合,保障器件長(zhǎng)期可靠
具備70%高壓縮率,在極小安裝壓力下即可充分填充界面不平,大幅降低接觸熱阻。材料本身低應(yīng)力、多孔緩沖結(jié)構(gòu)有效吸收機(jī)械應(yīng)變,保護(hù)敏感光路與芯片結(jié)構(gòu),防止翹曲和泵出。通過(guò)1000小時(shí)高溫高濕、冷熱沖擊等嚴(yán)苛測(cè)試,熱阻變化率<5%,確保光模塊在全生命周期內(nèi)散熱性能穩(wěn)定。
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