ICC讯 在AI力需求的强劲动下，速光模块市场不断迭代，主流产品已经逐步从400G切换到800G/1.6T莆田泡沫板胶，Lightcounting的新预测显示26年将迎来800G光模块需求的爆发式增长。在AI光互联中，针对100m以上的互联场景往往以单模解决案为主，底层光芯片解决案主要分为两类：传统的EML案、新兴的硅光案(SiPh)。其中EML案凭借其优秀的传输特主要用于FR等波场景，在2km传输场景具价比；硅光案以其的易集成优势，多用于DR等多路并行场景，传输距离以500m应用居多。
图1：400G硅光光模块架构（来源：Intel）
受限于硅材料本身特的限制，目前硅光案还需要通过外置光源耦的式为硅基芯片提供持续稳定的光输入，这对外置光源激光器提出了要求：稳定的单模输出、优异的温能、可靠。当前硅光外置光源通常是采用工作在O波段的连续波(CW)分布反馈式半体激光器(DFB)芯片。作为核心发光元件，CW DFB光源技术路线的选择直接影响着光模块的能、可靠与成本结构，如材料体系（InGaAsP /InGaAlAs）、波结构（BH/RWG）及集成案，从根本上决定了光模块的能上限、可靠表现与成本构成。下文将系统剖析其关键影响因素与技术发展路径。
CW DFB光源的波结构设计
在CW DFB光源芯片中，为了实现稳定的单横模输出，须引入有的横向光场和载流子限制结构。目前，掩埋型异质结（BH）和脊型波（RWG）是业内两种主流的波结构设计，不同设计也决定了相应的激光器的能、制造工艺和适用场景。以下列表对比说明两种案的优缺点：
图2：BH结构和RWG结构差异示意图
CW DFB光源的有源区材料选择 莆田泡沫板胶
除了波结构设计，有源区材料体系的选择对激光器能，尤其是温能，起着决定作用。目前，有两种主流有源区材料：InGaAlAs (铝镓铟砷)和InGaAsP (铟镓砷磷)，下表对比了两种材料体系的优缺点：
图3：InGaAlAs和InGaAsP材料能带结构示意图(来源FUJITSU)
CW光源技术路线对比
综考虑以上两种波设计和材料体系，目前主流的芯片设计案主要包含如下三种：
因此，目前的市场上两种可行的组是BH+InGaAsP和RWG+InGaAIAs。
可靠视角下的CW DFB光源 技术路线差异 莆田泡沫板胶
DFB激光器的典型失模式主要分为腔内失和端面失两大类，不同技术案的可靠风险点各不相同. 下图列举了半体激光器芯片的典型失模式。
图4：激光器芯片的典型失模式 来源M. Fukuda / Microelectronics Reliability 47 (2007) 1619–1624
BH+InGaAsP案的腔内可靠挑战
· 可靠风险：二次外延再生长界面缺陷
· 失机理：复杂的掩埋生长和刻蚀工艺在腔内引入的界面态、晶格缺陷等，可能成为非辐射复中心，致器件能渐进退化
· 质量控制：强烈依赖于其精密的外延控制与界面处理工艺技术
RWG+InGaAlAs案的端面可靠解决案
· 风险焦点：含铝材料的端面氧化问题
· 解决案：通过特殊的端面处理设备与工艺，PVC管道管件粘结胶如原位钝化技术，在真空环境下完成端面清洁与介质膜沉积，显著增强端面强壮
实践证明，通过优化端面工艺，RWG+InGaAlAs案可实现的可靠等。
长光华芯CW光源系列产品
RWG + InGaAlAs案综能优异，工艺复杂度低，具备良好的可制造，优势十分显著，但是依然存在个技术挑战：激光器出光端面（Facet）的铝在解离后存在氧化的可能，引发渐变功率衰减甚至灾变光学损伤（COD），长期可靠仍是亟待攻克的核心难点。
长光华芯在功率半体激光芯片面有十余年研发和产品化经验，功率系列产品均基于脊型波结构设计，为了解决功率激光器芯片含铝端面氧化问题，长光华芯成功开发了真空解离+原位端面钝化技术，确保了端面在洁净的状态下被“封存”， 从根本上解决端面氧化问题。采用该技术案，长光华芯功率半体激光芯片累计发货量达亿颗别，经过市场长期验证，工艺成熟与产品稳定获得市场广泛认可。
基于功率半体激光芯片域十余年的技术积累，长光华芯沿用成熟的RWG设计和端面钝化工艺开发了硅光光源芯片，解决了长期可靠难题，现已成功出宽温 70mW/100mW/200mW等 CW DFB光源产品，持续为速硅光模块提供能光源解决案！
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