热门关键词: 电磁屏蔽材料 导热硅胶 导热硅胶片 导热界面材料解决方案
光模块市场正迎来前所未有的增长机遇,AI算力需求爆发推动800G/1.6T光模块年增速达79%,数据中心升级加速400G/800G部署与高密度机柜需求,以及5G建设带动前传/中回传光模块大规模采购。技术层面呈现多维突破:速率向800G/1.6T演进,硅光与CPO封装显著降低功耗和成本,国产化率已超60%,绿色标准助推液冷等能效提升方案。未来,LPO、智能光模块、车载激光雷达和卫星光通信等新方向将进一步推动行业向高速、低功耗、高集成度发展。光模块从400G向800G、1.6T的演进,绝非简单的速度竞赛,更是一场由AI和数字经济驱动的深刻基础设施革命。
在AI算力的价值链条中,算力芯片、互联技术与散热系统构成了紧密协同的“黄金三角”。芯片作为智能的载体,奠定算力基础;互联成为协作的脉络,实现高效传输——尤其随着光模块速率不断演进,功耗也在急剧上升,使得散热日益成为制约性能与可靠性的关键瓶颈。高温不仅会导致光模块中的激光器(TOSA)发生波长漂移和误码率上升,还会加速光器件老化,直接威胁整个通信系统的稳定运行。因此,散热已不仅是“稳定的基石”,更是确保互联效能持续释放的核心保障。
高速率光模块散热困境
高功率密度与热流密度
随着光模块速率提升,单模块功耗显著增加,导致热流密度激增。例如,800G光模块功耗可达18W/只,1.6T模块功耗更高,热量快速累积,直接影响模块稳定性与寿命。
小型化封装限制
高速光模块多采用紧凑型封装(如QSFP-DD),内部空间狭小,传统散热方案难以有效填充微隙。多热源集成易形成局部热点,且散热外壳内导热材料贴合不良,进一步加剧散热难题。
导热材料可靠性问题
性能退化:长期运行后,导热材料性能下降,如硅油挥发溢出可能导致光信号散射衰减,加速模块性能衰退。
界面热阻:传统导热材料(如凝胶、垫片)纵向导热率不足,多级散热界面粗糙度导致空气间隙,界面热阻占比超50%。
机械与老化问题:过软凝胶易被热循环挤出界面,高硬度垫片难贴合曲面;长期老化还可能出现光路污染、填料沉降、基体脆化等问题。
散热方案成本与兼容性
综上,800G/1.6T+光模块散热需兼顾高功率密度、小型化封装、材料可靠性及成本控制等多方面挑战,推动散热技术创新成为行业发展的关键。
高速率光模块热管理 鸿富诚产品矩阵
鸿富诚凭借在热管理材料领域多年的深耕与技术积累,针对日益增长的光模块需求推出了一系列创新、可靠的系统散热解决方案,为光通信行业的高速发展保驾护航。
01
TOSA & ROSA
光模块的散热设计需针对其核心元件的特性进行精准优化:发射端(TOSA)的激光器对温度高度敏感,温度波动易导致波长漂移和功率不稳定,要求TIM材料在金属界面(如铜/铝)上兼具优异润湿性、高导热和低应力特性,以高效传导热量同时避免应力损伤芯片;
接收端(ROSA)的跨阻抗放大器(TIA)虽功耗较低,但温度稳定性直接影响接收灵敏度和误码率,要求TIM材料在低热负荷下长期稳定工作,且无硅油析出,杜绝污染光路的风险,从而保障全生命周期的散热可靠性。
推荐TIM类型1丨鸿富诚导热凝胶 HTG-S1200C
精准温控,保障激光器性能稳定
鸿富诚HTG-S1200C导热凝胶具有高达12 W/m·K的导热系数,可高效导出TOSA区域集中热量,有效控制激光芯片结温,确保发光波长与功率处于稳定工作区间,显著提升光通信质量与可靠性。
超柔低应力,守护芯片安全
该凝胶呈半流动膏状,在接触压力下可充分填充微间隙,自动适应不平整界面。固化后形成弹性体,硬度极低( Shore 00),有效吸收机械振动与热膨胀应力,避免对激光芯片产生内外应力损伤,尤其适合敏感元器件长期使用。
界面高效贴合,抗老化性能卓越
针对TOSA金属表面,HTG-S1200C展现出高表面亲和力,润湿性强,可实现近乎零孔隙的界面热传导。产品通过高温高湿(85℃/85%RH)、冷热循环(-40~125℃)等严苛环境测试,无油离、无干裂,性能持久稳定,适配光模块全生命周期需求。
推荐TIM类型2丨鸿富诚导热垫片 低出油 TP-LY系列
适中导热,平衡性能与成本
TP-LY系列提供1~15W/m·K的宽范围导热率选项,精准匹配TIA模块中低功率散热需求。在保障有效热传导的同时,避免因过度设计带来成本上升,尤其适合需大规模部署的光模块产品。
洁净防护,保障光学界面可靠
光模块内部光学接口对污染物极为敏感。该垫片采用低硅油析出配方,经85℃/85%RH高温高湿测试验证,几乎无油离现象,可长期保持光学界面洁净,保障接收端信号的高可靠性。
高柔顺与耐候特性,适配严苛环境
材料具备优良压缩性,在低应力条件下即可实现高效界面填充,适应壳体与PCB之间的公差波动。产品通过冷热循环(-40℃至125℃)及长期高温老化测试,表现出优异的结构稳定性和持久导热性能,热阻变化率极小,确保产品在整个生命周期内散热可靠。
02
驱动器芯片 & DSP芯片
光模块中的驱动器与DSP芯片属于高功耗、高热量集中的裸die芯片,通常借助PCB向壳体导热。此类芯片热流密度大,需依赖超高导热材料迅速导离热量。安装间隙存在不确定性。
极致导热,突破热管理瓶颈
依托石墨烯取向排列技术,鸿富诚石墨烯导热垫片实现纵向导热系数≥130W/m·K,热阻低至0.04℃·cm²/W,和12w-18w导热凝胶相比有较大热收益。可迅速将芯片热量传导至散热壳体,保障1.6T及更高速率光模块在高负载下的稳定运行。
超薄柔性,契合高密设计趋势
厚度可控制在≤0.3mm,提供多厚度与硬度选项,轻松嵌入芯片、PCB与外壳间的狭窄间隙。不仅为高功率芯片建立高效散热通道,还可实现多热源协同散热,有力支持光模块持续小型化与集成化。
低应力贴合,保障器件长期可靠
具备70%高压缩率,在极小安装压力下即可充分填充界面不平,大幅降低接触热阻。材料本身低应力、多孔缓冲结构有效吸收机械应变,保护敏感光路与芯片结构,防止翘曲和泵出。通过1000小时高温高湿、冷热冲击等严苛测试,热阻变化率<5%,确保光模块在全生命周期内散热性能稳定。
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