近日，賽微電子控股子公司賽萊克斯微系統(tǒng)科技（北京）有限公司（以下簡稱“賽萊克斯北京”）為某客戶制造的MEMS-OCS（Optical Circuit Switch的縮寫，即光鏈路交換器件）通過了客戶驗證，并收到該客戶發(fā)出的采購訂單，標志著賽萊克斯北京啟動首批MEMS-OCS的小批量試生產。

MEMS-OCS是一種基于光信號直接進行路徑切換與調度，而無需電信號中轉的微鏡陣列。輸入光信號經準直到首個旋轉微鏡，反射至第二面微鏡，再導向目標輸出端并回到光纖中。微鏡的傾斜由集成的靜電或磁致動器驅動，通過調整角度即可將光引向不同通道，實現光路的開啟或關閉。

NTT實驗室開發(fā)的一種MEMS光交換結構

隨著AI數據中心對高速光模塊市場需求的不斷增長，上游光器件需求也同步爆發(fā)。在傳統(tǒng)CLOS拓撲結構中，數據中心網絡的主干層（Spine層）通常采用電子分組型交換機（EPS），進行多次電信號和光信號的轉換，這些交換機消耗大量電力，導致數據延遲，且數據中心部署需要提前部署巨大的主干層，否則需要整體重新布線，產生龐大資本支出。

全光交換作為電子交換的替代方案，可實現更高效的數據傳輸。全光網絡有三種不同的交換技術:光鏈路交換（OCS）、光突發(fā)交換（OBS）和光分組交換（OPS）。據《自然·通訊》報道，美國能源部阿貢國家實驗室和普渡大學發(fā)明的新型全光開關，理論上執(zhí)行同類操作比傳統(tǒng)計算機芯片快1000倍。而MEMS技術在實現OCS、OBS網絡方面具有顯著的優(yōu)勢，比如低串擾、極化和波長不敏感、良好的可擴展性等。2023年，全球光交換機領域的前沿探索者與領導者——谷歌公司采用MEMS-OCS取代傳統(tǒng)交換機，實現了低延遲、全速率兼容的無阻塞交換，還能進行動態(tài)拓撲重構和集中式軟件定義網絡（SDN）控制。

谷歌公司Palomar OCS光學單元

MEMS-OCS的開發(fā)涉及光學、機械、電子、熱學多領域知識，需要在光路損耗、切換速度、機械穩(wěn)定性之間取得平衡。同時，大規(guī)模NxN陣列的設計與控制，對信號同步要求極高，需保證在數百萬次機械動作中穩(wěn)定可靠。MEMS-OCS的晶圓加工、表面鍍膜、微機械結構釋放等工序均必須高度精準、批次穩(wěn)定，其任何微小瑕疵，都可能在生產中被放大為良率下降的隱患。正因如此，此前我國一直較為缺乏MEMS-OCS的設計與規(guī)?；圃炷芰?，數據算力在光交換領域的井噴式需求難以得到滿足。

賽微電子重要參股公司瑞典Silex（2019-2024全球MEMS純代工領域排名第一）具有25年MEMS晶圓的開發(fā)及量產歷史、擁有500余項工藝開發(fā)經驗，但其為某歐美頭部知名客戶代工制造的首款MEMS-OCS，從工藝開發(fā)到試產量產的總耗費時間仍超過了7年。

“萬里山川，撥煙霞而進影；百重寒暑，躡霜雨而前蹤。”賽萊克斯北京憑借自主探索相關生產訣竅，經過一千多個日夜的艱苦奮戰(zhàn)，終于在MEMS-OCS工藝開發(fā)方面實現了里程碑式的突破。賽萊克斯北京開發(fā)制造的OCS晶圓通過了客戶的嚴格測試，各項指標均滿足要求，這意味著在AI時代光信號交換這一核心環(huán)節(jié)，MEMS核心器件可以實現本土制造，能夠大幅降低供應鏈中斷風險。

賽萊克斯北京為客戶開發(fā)制造的8英寸MEMS-OCS晶圓示意圖

5G網絡、物聯網、大數據、云計算等技術迅速發(fā)展，對高速、大帶寬、低損耗通信方式的需求不斷增加，MEMS-OCS作為光通信網絡的核心器件，可廣泛應用在光通信系統(tǒng)中的光網絡保護、光路實時監(jiān)控、光纖測試、光器件測試、光傳感、光分插復用、光交叉連接設備等領域。據CignalAI預測，到2029年OCS市場空間將超過16億美元。隨著OpenAI、深度求索、微軟、谷歌等人工智能公司引發(fā)大模型、AI算力需求，以OCS為代表的各類MEMS光學器件將迎來更加廣闊的市場前景。