人工智能和大数据时代对数据存储、传输和处理能力的需求日益增加，数据传输所需带宽和通信速率也随之增加。硅光集成与光电融合是高速通信、感知和计算等应用的关键技术，采用光电堆叠封装技术可实现芯片垂直堆叠与互连，在集成密度、传输性能、功耗控制等多方面具备显著优势。低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-Fired Ceramic, LTCC）基板作为高频互连的关键载体，凭借其多层布线能力、精细结构加工特性以及优异的热管理性能，在光电子封装领域展现出巨大潜力。

光电互连封装技术的发展

随着 AI、云计算和其他数据密集型应用不断扩展，数据传输可能成为制约整个系统性能和能源效率的关键因素。在极高数据速率下，电信号通过铜走线传输时会面临日益严重的衰减和信号完整性挑战。为了在更长的电气传输路径上保持信号质量，可能需要额外的信号调理电路和功耗。而光电集成是为了缩短高速电信号的传输距离，并在更靠近数据生成和接收器件的位置实现电信号与光信号之间的转换。

图 光电互连封装技术的发展过程

传统光电互连采用的是板边光模块，将光收发模块单独制作成可插拔光模块或有源光缆，组装在印制电路板（PCB）边缘，其工艺比较成熟，已得到广泛商用。但采用这种方式的电学互连走线较长，表现出明显的寄生效应，存在信号完整性问题，且模块的体积较大、互连密度低、多通道功耗较大，已无法满足大带宽、高传输速率和日益剧增的算力的需求。

为了满足急剧增长的数据量的需求，光电互连从传统板边光模块不断向着集成度更高、体积更小的方向发展。光电共封装（CPO）是一种新型的光电子集成技术，它基于先进封装技术将光收发模块和控制运算的专用集成电路（ASIC）芯片异构集成在一个封装体内，形成具有一定功能的微系统，缩短了光模块和 ASIC 芯片之间的互连长度，减小了寄生效应，具有宽频带、抗电磁干扰、低传输损耗和小功耗等明显优势，成为了近年来的热点。

LTCC基板在光电子封装领域潜力巨大

光电集成技术可在单一基板上实现光引擎、收发模块、交换芯片与各类处理器的高密度集成，进而实现更低的延迟和更优的芯片互连性能。在先进共封装基板中，低温共烧陶瓷（LTCC）基板具备优异的高频介电性能、稳定的多层互连能力及出色的热机械稳定性，使其非常适用于光电高密度集成封装。

图 LTCC基板及其在光通信领域应用，摄于村田展台

LTCC 是一种多层基板工艺技术，采用配套的材料体系，烧结温度低，可与金属导体共烧，采用多层 LTCC 基板制作的产品具有组装密度高、体积小、重量轻、性能优良、功能多样等特点，具有极大的竞争优势。

图 基于陶瓷基板的CPO技术原理图，来源：Optical Society of America

Acacia 公司在 2017 年利用 CPO 技术设计了一款相干收发器，将 PIC、驱动器芯片和跨阻放大器（TIA）倒装焊在一个11层的低温共烧陶瓷（LTCC）基板上，可以实现 ASIC 芯片与光电集成电路的光电共封装，如上图所示。相对于 PCB 可以大大节省空间，信号通过陶瓷基板内部走线互连，具有较短的路径和良好的电学性能，相比于在 PCB 上走线大大减少了传输损耗，结构也更紧凑，能够保证产品具有良好的电性能、散热性能和稳定性。

LTCC 基板具备低介电损耗、出众的热稳定性和机械稳定性，多层陶瓷结构支持紧凑型封装，并可灵活集成高速 IC、无源元件和光接口，在网络交换机用光引擎、CPO 模块、可插拔光收发器等领域极具应用潜力。LTCC相关企业有：京瓷、村田、佳利电子、中电科 43 所、宏科电子、赣州研创、西安微电子技术研究所、Orbray、KOA 等。

2026年12月24日，艾邦将于浙江嘉兴举办第五届陶瓷封装（HTCC/LTCC/DPC）产业论坛，届时，中电科43所专家将出席并作 LTCC 封装技术相关报告，欢迎莅临交流！

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