傲川科技TM1800-G在3.2T NPO模块的应用简介

大模型算力扩张推动光模块带宽代际快速迭代，行业从800G规模商用，向1.6T、3.2T演进并预研6.4T产品。传统QSFP-DD、OSFP可插拔封装在高速场景下，面临信号衰减、系统功耗与端口密度等瓶颈；为应对上述挑战，LPO、NPO、CPO等新型光互联架构应运而生。在多条技术路线中，3.2T NPO近封装模块折中了CPO高集成但高改造门槛与传统可插拔方案集成度不足的矛盾，是当前云服务商、交换机厂商与光器件企业重点验证的候选方案。

所谓NPO，是将光引擎（OE）从交换机前面板，搬到主板上紧邻交换ASIC的位置，通过LGA插座直连ASIC，高速电走线缩短至 2cm~5cm；链路损耗大幅降低，取消模块内部DSP，采用线性直驱架构。多数情况下，激光器选择外置（ELSFP 外置光源），光纤（FAU）从光引擎直接引出。

本文基于真实项目案例，介绍基于OIF标准的3.2T NPO模块在散热设计及材料选型方面的应用问题。

核心热源：总功耗30W左右

1、PIC（Photonic Integrated Circuit）：光芯片，单机2颗，总功耗1.2W左右，热流密度约0.9W/cm²

2、Driver IC：驱动芯片，单机4颗，总功耗14W左右，热流密度约55W/cm²

3、TIA（Transimpedance Amplifier）：跨阻放大器，单机4颗，总功耗10W左右，热流密度约19W/cm²

4、AFE（Analog Front End）：模拟前端芯片，单机2颗，总功耗1.9W左右，热流密度6W/cm²

5、MCU（Microcontroller Unit）：微控制单元，单机1颗，功耗1.2W左右，热流密度约10W/cm²

6、VDD升压芯片：单机2颗，总功耗1.6W左右，热流密度约13W/cm²

传热路径：IC→导热材料→铝合金外壳，整个模块内置交换机风冷环境中

1、不同IC与铝合金凸台间隙在0.3mm~0.6mm

2、散热器：目前有多种方案

① 整合式散热器：ASIC与OE共用一颗，VC基板+热管散热器or 3DVC散热器

② 分离式散热器：ASIC部位一颗，前后左右OE部位各一颗，共5颗散热器

3、交换机分配到模块部分的有效风量在100CFM~200CFM，环温30℃~40℃

4、液冷方案，暂不在此讨论范围内，笔者可择期再做分享

NPO模块对导热材料的基本需求：

1、优选单组分后固化导热凝胶

2、导热系数>14W/m.k

3、BLT<0.2mm

4、硬度<60 Shore OO

5、有机物析出：

① 渗油率<1%

② 无挥发冷凝物

③ 低环体含量<100PPM

热设计目标：光引擎（OE）壳温<70℃

AOK方案：TM1800-G，一款18W/m.k单组分后固化导热凝胶产品，兼顾光通信市场对热性能、电性能、力学性能、阻燃性能、流变特性、挥发性、兼容及可靠性等各层面的要求

实测结果：环温40℃，采用分离式散热器，有效风量160CFM左右，模块壳温最低55℃，最高67℃，满足散热要求

如您想进一步了解TM1800-G产品资料及可靠性测试报告，或者在产品设计过程中遇到热管理、电磁管理及应用方面的问题，欢迎联系傲川科技获取相关资讯及技术支持。