A CPO fejlődése és fejlődéseoptoelektronikaiegyüttes csomagolási technológia
Az optoelektronikai csomagolás nem új technológia, fejlesztése az 1960-as évekre vezethető vissza, de jelenleg a fotoelektromos csomagolás csupán egy egyszerű csomagolás.optoelektronikai eszközökegyütt. Az 1990-es évekre, a ... térnyeréséveloptikai kommunikációs modulAz iparágban elkezdődött a fotoelektromos csomagolás. Az idei évben a nagy számítási teljesítmény és a nagy sávszélesség iránti igény robbanásszerű növekedésével a fotoelektromos csomagolás és a kapcsolódó ágazati technológia ismét nagy figyelmet kapott.
A technológia fejlődése során minden szakasznak más és más formái vannak, a 20/50 Tb/s igénynek megfelelő 2,5D CPO-tól a 50/100 Tb/s igénynek megfelelő 2,5D Chiplet CPO-n át a 100 Tb/s sebességnek megfelelő 3D CPO megvalósításáig.
A 2.5D CPO csomagok aoptikai modulés a hálózati kapcsoló chip ugyanazon az aljzaton van elhelyezve a vonalhossz lerövidítése és az I/O sűrűség növelése érdekében, a 3D CPO pedig közvetlenül összeköti az optikai IC-t a közbenső réteggel, így az I/O pitch összeköttetése kevesebb, mint 50 μm. Evolúciójának célja nagyon világos, nevezetesen a fotoelektromos konverziós modul és a hálózati kapcsoló chip közötti távolság lehető legnagyobb mértékű csökkentése.
Jelenleg a CPO még gyerekcipőben jár, és továbbra is fennállnak olyan problémák, mint az alacsony hozam és a magas karbantartási költségek, és a piacon kevés gyártó tud teljes mértékben CPO-hoz kapcsolódó termékeket kínálni. Csak a Broadcom, a Marvell, az Intel és néhány más szereplő rendelkezik teljesen saját fejlesztésű megoldásokkal a piacon.
A Marvell tavaly bemutatott egy 2,5D CPO technológiájú kapcsolót a VIA-LAST eljárással. A szilícium optikai chip feldolgozása után a TSV-t az OSAT feldolgozási képességével dolgozzák fel, majd az elektromos chip flip-chipet hozzáadják a szilícium optikai chiphez. 16 optikai modul és a Marvell Teralynx7 kapcsolóchip van összekapcsolva a NYÁK-on, így egy kapcsolót alkotva, amely 12,8 Tbps kapcsolási sebességet érhet el.
Az idei OFC-n a Broadcom és a Marvell is bemutatta a legújabb generációs, 51,2 Tbps sebességű kapcsolóchipeket, amelyek optoelektronikus együttes csomagolási technológiát alkalmaznak.
A Broadcom legújabb generációs CPO technikai részleteitől kezdve a CPO 3D csomagon keresztül a nagyobb I/O sűrűség elérését célzó folyamatfejlesztésen át a CPO energiafogyasztása 5,5 W/800 G-ra emelkedett, az energiahatékonysági arány pedig nagyon jó. Ugyanakkor a Broadcom áttöri az utat a 200 Gbps-os és 102,4 t-s CPO-hullám felé is.
A Cisco növelte a CPO technológiába történő befektetéseit, és az idei OFC-n CPO termékbemutatót tartott, bemutatva a CPO technológia felhalmozódását és alkalmazását egy integráltabb multiplexer/demultiplexeren. A Cisco közölte, hogy a CPO kísérleti telepítését 51,2 TB-os kapcsolókban hajtja végre, majd ezt követően nagymértékű, 102,4 TB-os kapcsolóciklusokban kerül bevezetésre.
Az Intel már régóta vezeti be a CPO-alapú kapcsolókat, és az elmúlt években továbbra is együttműködik az Ayar Labs-szal a nagyobb sávszélességű, együttesen csomagolt jelösszekötő megoldások feltárásában, megnyitva az utat az optoelektronikai együttesen csomagolt és optikai összekötő eszközök tömeggyártása előtt.
Bár a dugaszolható modulok továbbra is az elsődleges választásnak számítanak, a CPO által nyújtott általános energiahatékonysági javulás egyre több gyártót vonz. A LightCounting szerint a CPO-szállítmányok jelentősen növekedni fognak a 800G és 1,6T portoktól kezdve, 2024 és 2025 között fokozatosan kereskedelmi forgalomban lesznek elérhetőek, majd 2026 és 2027 között nagy volument fognak alkotni. Ugyanakkor a CIR arra számít, hogy a fotoelektromos teljes tokozás piaci bevétele 2027-ben eléri az 5,4 milliárd dollárt.
A TSMC idén korábban bejelentette, hogy összefog a Broadcommal, az Nvidiával és más nagy ügyfelekkel, hogy közösen fejlesszék a szilícium-fotonikai technológiát, a közös tokozású optikai alkatrészeket (CPO) és más új termékeket, valamint a 45 nm-ről 7 nm-re terjedő feldolgozási technológiát. A cég azt is bejelentette, hogy a leggyorsabban következő év második felében kezdik meg teljesíteni a nagy megrendeléseket, 2025 körül pedig elérik a mennyiségi szakaszt.
A fotonikus eszközöket, integrált áramköröket, tokozást, modellezést és szimulációt magában foglaló interdiszciplináris technológiai területként a CPO technológia tükrözi az optoelektronikai fúzió által hozott változásokat, és az adatátvitelben hozott változások kétségtelenül felforgatóak. Bár a CPO alkalmazása sokáig csak nagy adatközpontokban tapasztalható, a nagy számítási teljesítmény és a nagy sávszélesség-igény további bővülésével a CPO fotoelektromos tömítő technológia új csatatérré vált.
Látható, hogy a CPO-ban dolgozó gyártók általában úgy vélik, hogy 2025 egy kulcsfontosságú csomópont lesz, amely egyben egy 102,4 Tbps átváltási arányú csomópont is, és a dugaszolható modulok hátrányai tovább erősödnek. Bár a CPO alkalmazások lassan érkezhetnek, az optoelektronikus együttes csomagolás kétségtelenül az egyetlen módja a nagy sebességű, nagy sávszélességű és alacsony fogyasztású hálózatok elérésének.
Közzététel ideje: 2024. április 2.