赛莱克斯北京成功试产MEMS-OCS，突破高性能光交换器件制造技术

近日，赛微电子控股子公司赛莱克斯微系统科技（北京）有限公司（以下简称“赛莱克斯北京”）为某客户制造的MEMS-OCS（Optical Circuit Switch的缩写，即光链路交换器件）通过了客户验证，并收到该客户发出的采购订单，标志着赛莱克斯北京启动首批MEMS-OCS的小批量试生产。

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什么是MEMS-OCS？

MEMS-OCS是一种基于光信号直接进行路径切换与调度，而无需电信号中转的微镜阵列。输入光信号经准直到首个旋转微镜，反射至第二面微镜，再导向目标输出端并回到光纤中。微镜的倾斜由集成的静电或磁致动器驱动，通过调整角度即可将光引向不同通道，实现光路的开启或关闭。

NTT实验室开发的一种MEMS光交换结构

随着AI数据中心对高速光模块市场需求的不断增长，上游光器件需求也同步爆发。在传统CLOS拓扑结构中，数据中心网络的主干层（Spine层）通常采用电子分组型交换机（EPS），进行多次电信号和光信号的转换，这些交换机消耗大量电力，导致数据延迟，且数据中心部署需要提前部署巨大的主干层，否则需要整体重新布线，产生庞大资本支出。

全光交换作为电子交换的替代方案，可实现更高效的数据传输。全光网络有三种不同的交换技术：光链路交换（OCS）、光突发交换（OBS）和光分组交换（OPS）。据《自然·通讯》报道，美国能源部阿贡国家实验室和普渡大学发明的新型全光开关，理论上执行同类操作比传统计算机芯片快1000倍。而MEMS技术在实现OCS、OBS网络方面具有显著的优势，比如低串扰、极化和波长不敏感、良好的可扩展性等。2023年，全球光交换机领域的前沿探索者与领导者——谷歌公司采用MEMS-OCS取代传统交换机，实现了低延迟、全速率兼容的无阻塞交换，还能进行动态拓扑重构和集中式软件定义网络（SDN）控制。

谷歌公司Palomar OCS光学单元

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MEMS-OCS的开发过程

MEMS-OCS的开发涉及光学、机械、电子、热学多领域知识，需要在光路损耗、切换速度、机械稳定性之间取得平衡。同时，大规模NxN阵列的设计与控制，对信号同步要求极高，需保证在数百万次机械动作中稳定可靠。MEMS-OCS的晶圆加工、表面镀膜、微机械结构释放等工序均必须高度精准、批次稳定，其任何微小瑕疵，都可能在生产中被放大为良率下降的隐患。正因如此，此前我国一直较为缺乏MEMS-OCS的设计与规模化制造能力，数据算力在光交换领域的井喷式需求难以得到满足。

赛微电子重要参股公司瑞典Silex（2019-2024全球MEMS纯代工领域排名第一）具有25年MEMS晶圆的开发及量产历史、拥有500余项工艺开发经验，但其为某欧美头部知名客户代工制造的首款MEMS-OCS，从工艺开发到试产量产的总耗费时间仍超过了7年。“万里山川，拨烟霞而进影；百重寒暑，蹑霜雨而前踪。”赛莱克斯北京凭借自主探索相关生产诀窍，经过一千多个日夜的艰苦奋战，终于在MEMS-OCS工艺开发方面实现了里程碑式的突破。赛莱克斯北京开发制造的OCS晶圆通过了客户的严格测试，各项指标均满足要求，这意味着在AI时代光信号交换这一核心环节，MEMS核心器件可以实现本土制造，能够大幅降低供应链中断风险。

赛莱克斯北京为客户开发制造的

8英寸MEMS-OCS晶圆示意图

结语

5G网络、物联网、大数据、云计算等技术迅速发展，对高速、大带宽、低损耗通信方式的需求不断增加，MEMS-OCS作为光通信网络的核心器件，可广泛应用在光通信系统中的光网络保护、光路实时监控、光纤测试、光器件测试、光传感、光分插复用、光交叉连接设备等领域。据CignalAI预测，到2029年OCS市场空间将超过16亿美元。随着OpenAI、深度求索、微软、谷歌等人工智能公司引发大模型、AI算力需求，以OCS为代表的各类MEMS光学器件将迎来更加广阔的市场前景。

赛微电子是拥有自主知识产权和掌握核心半导体制造技术的特色工艺专业芯片晶圆制造商。公司服务客户包括硅光子、激光雷达、运动捕捉、光刻机、DNA/RNA测序、高频通信、AI计算、ICT、红外热成像、计算机网络及系统、社交网络、新型医疗设备厂商以及各细分行业的领先企业，涉及产品范围覆盖了通信计算、生物医疗、工业汽车、消费电子等诸多应用领域。公司同时正在打造先进的晶圆级封装测试能力，致力于为客户提供从工艺开发、晶圆制造到封装测试的系统化高端制造服务，努力发展成一家立足本土、国际化经营的知名半导体制造领军企业。

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