隨著2.5D和3D封裝集成技術(shù)的興起以及物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，全球的網(wǎng)絡(luò)連接需求正在飆升。智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的數(shù)量正在迅速增長(zhǎng)，而它們帶來的數(shù)據(jù)通信需求正不斷擴(kuò)大著全球通信網(wǎng)絡(luò)所需的容量。數(shù)據(jù)、邏輯和應(yīng)用程序到云的傳輸，則增加了減少延遲的需求，同時(shí)允許使用光子學(xué)來增加網(wǎng)絡(luò)容量。

不過，報(bào)告中也提到，集成光子和光學(xué)器件封裝正面臨多個(gè)財(cái)務(wù)、技術(shù)和生產(chǎn)方面的障礙。傳統(tǒng)上，封裝被認(rèn)為是整個(gè)生產(chǎn)過程中的高成本階段，占制造成本的近35%。

隨著集成光子器件的新大眾市場(chǎng)的出現(xiàn)，以及這類產(chǎn)品單位需求的快速增長(zhǎng)，集成光子器件封裝產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展路線圖變得更加重要。打造更價(jià)格合理、可批量伸縮的封裝工藝流程越來越有必要。

封裝可以被認(rèn)為是電子和光子器件從板到芯片的整個(gè)組裝環(huán)節(jié)，包括機(jī)械外殼，如密封和非密封封裝、微型光學(xué)、光纖和電子IC封裝使用線焊、熱管理和倒裝芯片組裝。

而如果要使用這些尖端的生產(chǎn)方法，將需要購(gòu)買新的精密包裝工具和設(shè)備?；谶@樣的考慮，先進(jìn)的機(jī)器視覺和機(jī)器人系統(tǒng)都將更頻繁地用于自動(dòng)化和被動(dòng)光學(xué)包裝程序，以取代目前的操作組裝程序。人工制造組件不適合復(fù)雜的多通道集成光子器件，因?yàn)樗鼈儾荒芴峁┐笈恐圃焖璧膩單⒚讓?duì)準(zhǔn)公差。而用于復(fù)雜電子組件的包裝機(jī)械的改進(jìn)，則將有助于電子和光子封裝的發(fā)展。

從短期、中期和長(zhǎng)期不同階段來看，光子封裝市場(chǎng)的發(fā)展各有特點(diǎn)：

• 短期內(nèi)(2022年第二季度至2025年)，不斷增長(zhǎng)的光子市場(chǎng)，將對(duì)光子封裝市場(chǎng)的增長(zhǎng)產(chǎn)生積極影響。其中，光學(xué)光子封裝將主導(dǎo)市場(chǎng)，2022年估值為1109億美元。

• 中期(2025-2028年)階段，由于光學(xué)和光子產(chǎn)品的滲透增加，北美和歐洲預(yù)計(jì)將見證相對(duì)較高的光子封裝需求。

• 長(zhǎng)期(2028-2032)來看，通過對(duì)納米封裝和3D打印等先進(jìn)技術(shù)的整合，將會(huì)為光子封裝供應(yīng)商們提供豐富的機(jī)遇。

在技術(shù)發(fā)展應(yīng)用方面，諸如被動(dòng)光纖到PIC對(duì)齊、更精確的倒裝芯片垂直集成、改進(jìn)的熱疊設(shè)計(jì)等技術(shù)進(jìn)步都產(chǎn)生了重大影響。此外，隨著封裝標(biāo)準(zhǔn)的采用與發(fā)布以及組件和材料供應(yīng)鏈的鞏固與擴(kuò)展，整體光子封裝格局已經(jīng)發(fā)生了動(dòng)態(tài)變化。

除了那些目前已經(jīng)在使用的技術(shù)之外，其他一些正在發(fā)展和成熟的技術(shù)如何影響未來的光子封裝，也是一個(gè)值得關(guān)注的方面。例如，融合了FR4阻燃防火與聚合物波導(dǎo)技術(shù)的PCB能夠用于演示消散波耦合(evanescent coupling)，也可以用于生產(chǎn)平臺(tái)。在這方面，聚合物波導(dǎo)更大的成本效益和加工靈活性(即光刻或直接激光書寫)是其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于大面積制造而言。

此外，隨著對(duì)更高水平的工作頻率(＞25 GHz)和協(xié)整光子電子技術(shù)的需求不斷增長(zhǎng)，將硅光子器件與電子放大器、驅(qū)動(dòng)器和其他控制電路封裝成為一個(gè)重大挑戰(zhàn)。為此，納米光子封裝技術(shù)將成為光學(xué)封裝市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力之一。

除了改進(jìn)芯片技術(shù)外，通過將光子學(xué)擴(kuò)展到交換節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)架構(gòu)的可擴(kuò)展性和有效性可以大大提高。許多數(shù)據(jù)中心正在進(jìn)行創(chuàng)新，將轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)移到光學(xué)領(lǐng)域，并放松對(duì)數(shù)字功能的限制。

由于硅光子學(xué)與電子學(xué)的高密度集成特性，廠商們可以提高每根光纖的帶寬和交換結(jié)構(gòu)中處理的數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展性。隨著硅光子學(xué)在數(shù)據(jù)中心得到廣泛應(yīng)用，硅光子學(xué)器件的光數(shù)據(jù)容量可以快速擴(kuò)展，這得益于硅光子學(xué)制造技術(shù)的改進(jìn)。

Fact.MR還指出，未來封裝的一個(gè)重大進(jìn)步將是從器件級(jí)封裝過渡到晶圓級(jí)封裝。與電子封裝一樣，光子器件晶圓級(jí)封裝也將從發(fā)展中受益，并與之更接近。隨著光子學(xué)成為越來越廣泛應(yīng)用的封裝技術(shù)平臺(tái)，晶圓級(jí)封裝工藝將在未來5年內(nèi)開始采用，5-10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

從不同地理市場(chǎng)區(qū)域來看，亞太地區(qū)以68.2%的市場(chǎng)占有率主導(dǎo)了2021年的光子封裝市場(chǎng)。到2022年，美洲和歐洲、中東和非洲地區(qū)的市場(chǎng)份額將達(dá)到32.2%。其中，亞太地區(qū)和美洲對(duì)光子封裝的需求預(yù)計(jì)將分別以5.1%和6.6%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

不同國(guó)家來看，到2032年，美國(guó)光子封裝市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到692億美元。在中國(guó)市場(chǎng)，工業(yè)激光器、激光雷達(dá)和光學(xué)系統(tǒng)的需求均在增加，為光子封裝行業(yè)提供了巨大的增長(zhǎng)潛力。這些因素將促進(jìn)中國(guó)光子封裝市場(chǎng)的增長(zhǎng)，并在2022-2032年期間創(chuàng)造426億美元的絕對(duì)機(jī)會(huì)。