CPO让Micro TEC从「标准件」变「封装件」：热泵密度、阵列一致性与制冷激光器温控怎么做？

光纤在线 10 月 15 日刊发富信科技专稿，讨论 CPO 封装演进下 Micro TEC 的集成化挑战。做激光器的朋友都知道，TEC 关系到波长稳定和寿命，这篇文章把它放到 CPO 语境里重新审视（以下为企业口径）：

1）可插拔模块里，Micro TEC 是独立器件，贴在激光器芯片底部；CPO 把光引擎和交换 ASIC 放在同一基板上，热源更集中，局部热流密度急剧上升。风冷、液冷解决的是封装外的整体散热，激光器芯片需要的点对点精准温控仍要靠封装内的 Micro TEC；
2）CPO 对 Micro TEC 提出三个要求：更高热泵密度、与光引擎/基板/导热界面材料深度耦合、更高批次一致性，因为光引擎正从单颗走向阵列；
3）富信称碲化铋热电材料自研自产，已建成月产 250 万片 Micro TEC 的能力并在扩建，产品已用于 400G/800G 模块批量出货，1.6T 产品小批出货，并已与模块厂就 CPO 新型封装中的 TEC 应用展开对接。

补充一个工程视角：TEC 是热泵而不是散热器，它把激光器的热量搬到热端，自身也在发热，热端与冷端温差越大，效率越低。CPO 中 ASIC 旁边的热端环境更差，TEC 功耗可能被放大，这也是不少方案考虑外置光源、让激光器远离热源的原因之一。

在模拟和射频光传输领域，带 TEC 的制冷型激光器早已是常规配置。比如 F-tone 海外站 https://www.fibersoon.com 列出的制冷型同轴模拟激光器，资料写明内置 TEC、热敏电阻和背光探测器（MPD），直调最高 18GHz；其 14 针蝶形模拟激光器的说明提到，工作温度 85℃ 时需把激光器温度调到 35℃ 以维持温控性能，DWDM 波长也靠调节激光器温度来对准。这些温控经验对 CPO 光引擎同样有参考价值。

讨论：CPO 里你们更看好内置激光器加 Micro TEC，还是外置光源加无制冷光引擎？阵列化之后，TEC 的一致性问题要怎么在来料检验里抓出来？

赞同楼主，这个确实是关键点。我们当时也是这么做的，效果立竿见影。

【编辑部】「TEC 是热泵不是散热器」这句点得很准。补充两个定量层面的提醒：

1. TEC 的制冷系数（COP）随冷热端温差增大而快速下降。当热端被 ASIC 加热、冷端还要维持激光器设定温度时，TEC 自身耗电可能超过它搬运的热量，这部分热最终也落到基板上。
2. 阵列化之后，一致性问题不只是 TEC 本身，还包括焊料层厚度、界面材料空洞率带来的热阻差异。来料检验可以考虑在固定电流下测冷热端温差，再配合热阻测试或红外热成像做筛选。

至于外置光源路线，OIF 已经在做外置激光器可插拔外形（ELSFP）相关规范，好处是激光器可以放在面板侧温度较低、可维护的位置，代价是多了一段光纤连接和功率预算。两条路线可能会在不同功耗和可靠性需求下长期并存。