賽萊克斯北京成功試產MEMS-OCS，突破高性能光交換器件製造技術

近日，賽微電子控股子公司賽萊克斯微系統科技（北京）有限公司（以下簡稱「賽萊克斯北京」）為某客户製造的MEMS-OCS（Optical Circuit Switch的縮寫，即光鏈路交換器件）通過了客户驗證，並收到該客户發出的採購訂單，標誌着賽萊克斯北京啟動首批MEMS-OCS的小批量試生產。

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什麼是MEMS-OCS？

MEMS-OCS是一種基於光信號直接進行路徑切換與調度，而無需電信號中轉的微鏡陣列。輸入光信號經準直到首個旋轉微鏡，反射至第二面微鏡，再導向目標輸出端並回到光纖中。微鏡的傾斜由集成的靜電或磁致動器驅動，通過調整角度即可將光引向不同通道，實現光路的開啟或關閉。

NTT實驗室開發的一種MEMS光交換結構

隨着AI數據中心對高速光模塊市場需求的不斷增長，上游光器件需求也同步爆發。在傳統CLOS拓撲結構中，數據中心網絡的主干層（Spine層）通常採用電子分組型交換機（EPS），進行多次電信號和光信號的轉換，這些交換機消耗大量電力，導致數據延迟，且數據中心部署需要提前部署巨大的主干層，否則需要整體重新佈線，產生龐大資本支出。

全光交換作為電子交換的替代方案，可實現更高效的數據傳輸。全光網絡有三種不同的交換技術：光鏈路交換（OCS）、光突發交換（OBS）和光分組交換（OPS）。據《自然·通訊》報道，美國能源部阿貢國家實驗室和普渡大學發明的新型全光開關，理論上執行同類操作比傳統計算機芯片快1000倍。而MEMS技術在實現OCS、OBS網絡方面具有顯著的優勢，比如低串擾、極化和波長不敏感、良好的可擴展性等。2023年，全球光交換機領域的前沿探索者與領導者——谷歌公司採用MEMS-OCS取代傳統交換機，實現了低延迟、全速率兼容的無阻塞交換，還能進行動態拓撲重構和集中式軟件定義網絡（SDN）控制。

谷歌公司Palomar OCS光學單元

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MEMS-OCS的開發過程

MEMS-OCS的開發涉及光學、機械、電子、熱學多領域知識，需要在光路損耗、切換速度、機械穩定性之間取得平衡。同時，大規模NxN陣列的設計與控制，對信號同步要求極高，需保證在數百萬次機械動作中穩定可靠。MEMS-OCS的晶圓加工、表面鍍膜、微機械結構釋放等工序均必須高度精準、批次穩定，其任何微小瑕疵，都可能在生產中被放大為良率下降的隱患。正因如此，此前我國一直較為缺乏MEMS-OCS的設計與規模化製造能力，數據算力在光交換領域的井噴式需求難以得到滿足。

賽微電子重要參股公司瑞典Silex（2019-2024全球MEMS純代工領域排名第一）具有25年MEMS晶圓的開發及量產歷史、擁有500余項工藝開發經驗，但其為某歐美頭部知名客户代工製造的首款MEMS-OCS，從工藝開發到試產量產的總耗費時間仍超過了7年。「萬里山川，撥煙霞而進影；百重寒暑，躡霜雨而前蹤。」賽萊克斯北京憑藉自主探索相關生產訣竅，經過一千多個日夜的艱苦奮戰，終於在MEMS-OCS工藝開發方面實現了里程碑式的突破。賽萊克斯北京開發製造的OCS晶圓通過了客户的嚴格測試，各項指標均滿足要求，這意味着在AI時代光信號交換這一核心環節，MEMS核心器件可以實現本土製造，能夠大幅降低供應鏈中斷風險。

賽萊克斯北京為客户開發製造的

8英寸MEMS-OCS晶圓示意圖

結語

5G網絡、物聯網、大數據、雲計算等技術迅速發展，對高速、大帶寬、低損耗通信方式的需求不斷增加，MEMS-OCS作為光通信網絡的核心器件，可廣泛應用在光通信系統中的光網絡保護、光路實時監控、光纖測試、光器件測試、光傳感、光分插複用、光交叉連接設備等領域。據CignalAI預測，到2029年OCS市場空間將超過16億美元。隨着OpenAI、深度求索、微軟、谷歌等人工智能公司引發大模型、AI算力需求，以OCS為代表的各類MEMS光學器件將迎來更加廣闊的市場前景。

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賽微電子是擁有自主知識產權和掌握核心半導體制造技術的特色工藝專業芯片晶圓製造商。公司服務客户包括硅光子、激光雷達、運動捕捉、光刻機、DNA/RNA測序、高頻通信、AI計算、ICT、紅外熱成像、計算機網絡及系統、社交網絡、新型醫療設備廠商以及各細分行業的領先企業，涉及產品範圍覆蓋了通信計算、生物醫療、工業汽車、消費電子等諸多應用領域。公司同時正在打造先進的晶圓級封裝測試能力，致力於為客户提供從工藝開發、晶圓製造到封裝測試的系統化高端製造服務，努力發展成一家立足本土、國際化經營的知名半導體制造領軍企業。

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