光模块市场前景空间与光器件的封装方式介绍

发布时间：2023-11-10 👁 2702 Tags：光模块清洗光模块市场蝶形封装

电子陶瓷系列产品是高端半导体器件不可分割的重要组成部分，是连接芯片和外部系统电路的重要桥梁，直接影响着器件的性能、质量和可靠性，也是光器件气密性封装的核心部件。与其他的传统材料相比，陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、重量轻等优异性能，是光器件气密性封装的首选材料，因此电子陶瓷外壳广泛应用于光器件气密性封装，另外，非气密性封装光模块的激光器也需要陶瓷基板，玻璃材料也能用于气密性封装，但较陶瓷材料劣势较大。

不同气密封装材料对比

光器件的封装通常有两种方式：气密性封装和非气密性封装。气密性封装，顾名思义，就是气体也无法穿透的一种封装，它的目的是为了防止外部的水汽和其他有害气体进入密封光器件内部，影响光芯片和相关零组件的性能。

MiniDil外壳图源自河北中瓷电子

气密性封装的方式主要有TO、BOX、蝶形封装等，主要应用在工作环境复杂，对可靠性要求高的电信市场或者DCI市场（数据中心长距离传输）。

一、TO封装

TO封装主要应用在基站、PON这些单通道的传输距离和传输速率要求低一点的市场，BOX/蝶形（Butterfly）主要应用在传输网，多通道居多，传输速率高，传输距离长，对可靠性要求高，包括40G/100G/200G/400G及相应速率的相干光模块。

TO封装

具体来说，To-Can同轴封装通常为圆柱体，具有成本低廉、生产制造简单等优点，但体积较小导致散热不佳使其不适用于长距离传输，主要用于2.5Gbit/s和10Gbits/s等短距离传输。

二、蝶形封装

蝶形封装图源自RF Materials

蝶形封装通常为长方体，结构复杂，具有可实现多种功能、散热好等优点，适用于长距离多种速率传输。

三、BOX陶瓷电路

BOX封装图源自RF Materials

而BOX封装为蝶形封装的多通道升级版，适用于40G及以上速率的高速光模块。随着400G、800G时代的到来，将对并行光学设计提出更高的要求。

四、光模块市场持续成长，光器件陶瓷外壳空间广阔

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光模块市场资料来源Lightcouting

长期来看，全球光模块市场持续高成长，2020年全球光模块市场为80亿美元，预计到2026年，市场规模为145亿美元，复合增长13%。目前在光模块市场，主要应用到的电子陶瓷产品包括陶瓷外壳和盖板、基座和载体等，约占光模块市场规模的10%左右，测算2026年，全球光器件用陶瓷外壳市场规模约为14.5亿美元，市场前景空间广阔。

全球光通信模块用陶瓷管壳的相关厂家有日本京瓷、日本特殊陶业、RF Materials、河北中瓷电子（003031）、合肥圣达、中电科55所、潮州三环集团（300408）、伊丰电子、博为光电、武汉凡谷等等。

五、光模块清洗

为应对能源危机和生态环境恶化等问题，世界各国均在大力发展新能源汽车、高压直流输电等新兴应用，促进了大功率电力电子变流装置的广泛应用。大功率变流装置的可靠性对这些应用而言十分重要。装置的可靠性与其核心器件IGBT密切相关。

目前，大量的IGBT仍在采用传统的正溴丙烷等溶剂清洗清洗，随着对环保的管控和对产品可靠性的要求不断提高，原有的传统溶剂清洗已不能满足IGBT清洗。对此，合明提出新型的IGBT清洗方案。

半水基清洗工艺解决方案，采用专利配方，可在清洗IGBT凹槽内存在大量的锡膏残留的同时去除金属界面高温氧化膜，更含有保护芯片独特的材料；配方材料亲水性强，清洗后易于用水漂洗干净。

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