与莫今瑜博士谈POET及其光集成技术

4/02/2022，光纤在线讯，“我们做的其实就是一种什么都可以倒装贴上的光电载体。”一见面，莫今瑜博士就这样打破了编辑心中对他们“Interposer”技术和产品的“畏惧”心理。从Bookham到Oclaro，从Macom再到一年多前加盟POET，莫博士一直以技术专家知名于行业内外。经历了这么多做光集成的公司，为什么她会离开大公司投身一家名不见经传，甚至没几个人能说清楚他们在做什么的小公司？这家有着诗意名字的小公司和他们的“interposer”技术又是怎么一回事？4月1日上午，在深圳科技园Tims咖啡馆里，莫博士为编辑一层层揭开这家加拿大跨国小公司的神秘感。

             莫博士（左）接受编辑采访
POET是一家怎样的公司？

POET是一家基于创新的光Interposer技术的光引擎的设计和开发商。他们的光Interposer是一种灵活的经过验证的，针对从可插拔光模块到片上光子集成，人工智能，智能穿戴，消费电子等多种多样应用的，低成本的，具有无可比拟灵活性的，晶圆级的光电集成产品。这一技术将帮助POET成为芯片级光子器件的世界领导者。总部位于加拿大多伦多，POET在加拿大多伦多，美国滨州Allentown，新加坡，中国都有分支机构。POET在多伦多和纳斯达克都是上市公司，股票代码(TSX-V:PTK  NASDAQ:POET)

以上是根据该公司网站的官方介绍整理。特别指出，今年3月14日，POET才从纳斯达克场外市场转为正式市场。

               POET总裁Vivek Rajgarhia
GoPhotonics网站2021年8月有一篇对POET公司总裁 Vivek Rajgarhia 的采访[1]。作为光通信行业30年的资深人士，Vivek上一份工作是MACOM的光波业务总经理。在这篇采访中，Vivek提到今天的POET要从2015年，前格罗方德CTO Dr. Suresh Venkatesan加盟担任CEO开始。当时他被邀请去验证来自康涅迪格大学实验室的GaAs VCSEL技术，2017年，那个项目因为光Interposer的出现而被放弃。POET这个名字出现在2013年，公司最初是加拿大一家矿业公司通过反向收购成立，2006年注册为OPEL国际公司。按莫博士的说法，如今POET在加拿大的员工主要是财务人员。

光Interposer是一种怎样的技术？

光Interposer技术是POET的核心技术。可是光是解释这一技术就不容易。编辑试图从英文词源去理解Interposer，为其找到一个合适的中文翻译，可是发现很难理解poser（Webster字典 装腔作势的人）。


莫博士说，Interposer这个词其实在电子行业很常见。编辑从ScienceDirect找到Interposer的定义：“通常由金属化的柔性的聚酰亚胺胶带通过光刻工艺形成的电连接”[2]。莫博士说，电子行业的Interposer起到的是电芯片互联的作用，通过通孔TSV（Through Silivon Vials）在硅片上形成芯片互联的桥梁，是一种典型的2.5D半导体封装技术。一篇关于2.5D半导体封装的文章指出[3][4]，2.5D指的就是芯片做好先不封装，而是在同一个基板上平行排列，然后通过引线键合或倒装芯片或硅通孔的工艺连接到中介层（Inter-poser）上，将多个功能芯片在垂直方向上连接起来的制造工艺。

所以说，POET是将Interposer技术在电域的基础上拓展到光域，POET的光Interposer涵盖了光和电两部分。或许上面的中介层的说法至少是个合理的汉译。那么POET的光中介层和传统电中介层有什么相同和不同呢？按莫博士的说法，POET的光中介层实际上是在硅衬底（substrate）上生长一种硅光波导，在其上可以制作各种光无源器件。同时，又可以配合倒装焊(flip chip)技术实现同各种其他材料的有源器件的集成封装，这些其他材料的器件可以是半导体激光器，接收器，硅光调制器，还可以是时髦的铌酸锂薄膜调制器（今年2月POET和江苏铌奥Liobate宣布合作）。正是这两种技术的结合让POET有底气要成为光集成器件的领导者。

莫博士说，首先他们的氮化硅波导技术独树一帜。不仅可以完全兼容现有的CMOS工艺，不像许多硅光工艺那样需要设备调整，而且性能指标更好，比如容易做到无热设计，更支持保偏设计等。POET还创造性地将倒装焊技术引入光器件封装。通过他们硅波导上对准标记的设计，模斑匹配等设计，支持贴片设备实现高精度的无源对准。莫博士说当前主流的一些高精度贴片设备都可以支持他们的工艺。作为由于这两种技术的结合的代表，POET的激光器耦合效率可以达到90%及以上。这样高的耦合效率解决了CPO应用外部光源中超高功率激光器供应难和高功耗的痛点[5][6]。

使用光中介层的优点是什么？

在GoPhotonics的采访中，Vivek指出，通过先进的晶圆级的半导体制造技术和新颖的封装办法，POET的光中介层可以帮助降低传统光器件封装，对准，测试中的成本。

莫博士对此解释的更清楚。她告诉编辑，当前高速光模块的射频电路和光路设计其实非常复杂，已经超过了许多小光模块公司的能力范围。而基于光中介层的POET光引擎产品将高速电路和光路设计都已经封装在一起，大大降低了客户开发高端光模块的门槛。更重要地，莫博士透露他们的产品还让客户模块更具成本优势。目前已经有一些客户开始实验基于他们的100G、200G以及400G光引擎进行开发生产。


           POET基于光中介层的光引擎及其应用
莫博士说，相比当前许多硅光方案，POET的光中介层技术同样基于硅光集成。不同于传统硅光芯片的深腐蚀耦合方案，他们是在表面实现耦合，更容易，效率也更高。

为什么信任POET？

莫博士说，她去了POET这个选择给了不少朋友启发。她说自己平常就喜欢钻研技术琢磨技术，这么多年一直做光子集成，她相信POET这条技术路线。她问编辑，“你见过哪家公司像POET这样五六年持续砸钱做研发，每一个细节都琢磨再琢磨直到做好为止的？”为了解决好和激光器配合的难点，2016年POET收购了新加坡Denselight。两家公司的融合和碰撞随后很好解决了POET的光中介层对激光器的配合。

这么多年来POET一直保持低调，如今他们的产品已经准备就绪，准备开始批量发售。以在纳斯达克正式挂牌为标志，POET将走出只烧钱没有产出的模式。对于中小模块厂商，他们提供了各种现成的光引擎产品，让更多光模块厂商进入高端模块业务。而对于大模块厂商，他们提供了更成熟的硅光方案，CPO方案。今年OFC上OIF的Near Optics Package(NPO)互通展示就是他们光中介层技术很好的展示。

            POET的光Interposer用于CPO示意
去年六月，POET与厦门三安光电成立合资公司，今后他们基于光中介层技术的光引擎将在厦门组装生产。“希望很快，你们到处都会看到POET的产品和技术。”莫博士说。
参考资料
1 https://www.gophotonics.com/interviews/details/interview-with-vivek-rajgarhia-from-poet-technologies 
2 https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/interposer
3 Optical Interconnects for Data Centers Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials 2017, Pages 265-286
4 https://blog.csdn.net/qq_39021670/article/details/108940547
5 https://cloud.tencent.com/developer/article/1887589
6 https://poet-technologies.com/poet-platform.html