Matériaux thermiques pour modules optiques : pourquoi AlN remplace Al₂O₃

Le choix des matériaux thermiques pour les modules optiques est en pleine transition. Module optique en nitrure d'aluminium ou en alumineLe choix entre l'alumine et l'aluminium est un sujet de comparaison majeur pour les ingénieurs et les responsables des achats. Les principales différences résident dans trois facteurs : la conductivité thermique (AlN : 170–230 W/m·K contre Al₂O₃ : 20–30 W/m·K), la compatibilité des coefficients de dilatation thermique (CTE) (AlN : environ 4,5, proche de celui de l'InP : 4,8 ; Al₂O₃ : environ 7,5, soit un écart plus important) et le coût unitaire (les substrats en AlN coûtent environ 3 à 5 fois plus cher que ceux en alumine, selon les spécifications et le volume). Le principe de sélection est clair : lorsque la puissance du module dépasse 20 W ou que le flux thermique local augmente significativement (> 50 W/cm²), l'AlN devient plus performant ; en dessous de ces seuils, l'alumine reste économique.

Au niveau de la génération de produits, Substrat céramique AlN pour optique 800G Le marché des émetteurs-récepteurs a connu une croissance rapide en volume entre 2024 et 2026, couvrant les technologies EML longue portée, la photonique sur silicium haute densité et les conceptions DSP haute puissance. Substrat AlN pour module optique 1,6T La production en petites séries a débuté en 2026 et devrait atteindre un volume plus important en 2027, avec une consommation d'AlN par module (substrat + boîtier + dissipateur thermique) en constante augmentation. Les données industrielles indiquent que la part d'AlN dans les modèles haute puissance 1,6 T est nettement supérieure à celle des modèles 800 Gb, notamment pour les modules EML longue portée et les conceptions de photonique sur silicium à haute densité de canaux.

Au niveau architectural, substrat CPO en nitrure d'aluminiumCette technologie représente un nouveau secteur de croissance pour les commutateurs de clusters d'IA. Le CPO intègre le moteur optique à la puce de commutation, réduisant considérablement l'encombrement du boîtier du module enfichable et raccourcissant les trajets de dissipation thermique, mais au prix d'une densité thermique fortement accrue. Les substrats en AlN supportant les moteurs photoniques en silicium sont devenus indispensables.

Du côté de l'emballage, Boîtier en céramique AlN pour émetteur-récepteurFabriqué par HTCC, ce dispositif offre une étanchéité hermétique, des performances haute fréquence et une conductivité thermique optimale dans un seul boîtier — une combinaison quasiment indispensable pour les modules longue portée. Au niveau de la puce, Support de diode laser AlN pour la photonique sur silicium sert de première interface de dissipation thermique la plus proche de la source de chaleur, où la correspondance du CTE détermine directement la durée de vie du laser.

D'ici 2 à 3 ans, l'AlN devrait s'imposer comme le matériau de référence pour les technologies haute puissance 1,6 T et CPO. Cependant, l'alumine restera présente dans les applications basse et moyenne puissance à courte portée ; ces deux matériaux ne sont pas de simples substituts, mais répondent à des besoins spécifiques.

Xiamen Juci est spécialisée dans la fabrication de poudre d'AlN de haute pureté, de granulés d'AlN, de charges thermoconductrices et de céramiques d'AlN – des produits qui ont toujours été reconnus et appréciés par nos clients du monde entier. Pour toute demande, n'hésitez pas à nous contacter.

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