광학 모듈 열전도 소재: AlN이 Al₂O₃를 대체하는 이유

광학 모듈용 열 재료 선택은 중요한 전환기를 맞고 있습니다. 질화알루미늄 대 알루미나 광학 모듈알루미늄과 산화알루미늄의 성능 차이는 엔지니어와 구매 담당자들 사이에서 가장 중요한 비교 대상입니다. 핵심적인 차이점은 열전도율(AlN 170~230W/m·K vs Al₂O₃ 20~30W/m·K), 열팽창 계수(CTE) 일치도(AlN ~4.5, InP 4.8에 근접; Al₂O₃ ~7.5, 더 큰 차이), 그리고 단가(AlN 기판은 사양 및 생산량에 따라 알루미나보다 약 3~5배 비쌈)라는 세 가지 요소에 있습니다. 선택 기준은 명확합니다. 모듈 출력이 20W를 초과하거나 국부적인 핫스팟 열유속이 크게 증가할 경우(>50W/cm²), AlN의 성능 범위가 넓어집니다. 이 범위 아래에서는 알루미나가 여전히 비용 효율적입니다.

제품 생성 단계에서, 800G 광학용 AlN 세라믹 기판 트랜시버는 2024년부터 2026년까지 EML 장거리, 고밀도 실리콘 포토닉스 및 고출력 DSP 설계를 포괄하며 급격한 판매량 증가를 보였습니다. 1.6T 광 모듈용 AlN 기판 2026년에 소량 생산 단계에 진입했으며, 2027년에는 대량 생산으로 확대될 것으로 예상됩니다. 모듈당 AlN 소비량(기판 + 하우징 + 방열판)은 더욱 증가할 것입니다. 업계 데이터에 따르면 고출력 1.6T 모델에서 AlN의 활용도는 800G 모델보다 훨씬 높으며, 특히 EML 장거리 전송 및 실리콘 포토닉스 고밀도 채널 설계에서 이러한 경향이 두드러집니다.

건축 설계 차원에서 보면, 질화알루미늄 CPO 기판이는 AI 클러스터 스위치 분야에서 새로운 성장 영역을 나타냅니다. CPO는 광학 엔진을 스위칭 칩과 함께 패키징하여 플러그형 모듈 하우징의 크기를 크게 줄이고 열 방출 경로를 단축하지만, 열 밀도가 급격히 증가하는 단점이 있습니다. 실리콘 포토닉스 엔진을 탑재한 AlN 기판이 필수적인 요소가 되었습니다.

포장 측면에서 보면, 송수신기용 AlN 세라믹 하우징HTCC 공법으로 제조된 이 칩은 밀폐성, 고주파 성능 및 열 전도성을 하나의 패키지에 제공하며, 이는 장거리 모듈에 필수적인 요소입니다. 칩 수준에서, 실리콘 포토닉스용 AlN 레이저 다이오드 서브마운트 이 부분은 열원과 가장 가까운 첫 번째 열 방출 인터페이스 역할을 하며, 여기서 열팽창 계수(CTE) 일치는 레이저 수명을 직접적으로 결정합니다.

향후 2~3년 동안 AlN은 고출력 1.6T 및 CPO 노드에서 기본 선택 소재로 자리 잡는 속도가 가속화될 것으로 예상됩니다. 그러나 알루미나는 저전력 및 중전력, 단거리 통신 분야에서 계속해서 공존할 것이며, 두 소재는 단순히 대체재가 아니라 서로 다른 응용 분야에서 사용될 것입니다.

샤먼 주시는 고순도 질화알루미늄 분말, 질화알루미늄 과립, 열전도성 충전재 및 질화알루미늄 세라믹 제조 전문 기업으로, 전 세계 고객으로부터 꾸준한 인정과 긍정적인 평가를 받고 있습니다. 필요한 제품이 있으시면 언제든지 문의해 주십시오.

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