Еволюция и прогрес на CPOоптоелектроннитехнология за съвместно опаковане
Оптоелектронното съвместно опаковане не е нова технология, развитието му може да бъде проследено назад до 60-те години на миналия век, но в този момент фотоелектричното съвместно опаковане е просто обикновен пакет отоптоелектронни устройствазаедно. До 90-те години, с възхода наоптичен комуникационен модулв индустрията започна да се появява фотоелектрическо съвместно опаковане. С избухването на висока изчислителна мощност и голямо търсене на честотна лента тази година, фотоелектрическото съвместно опаковане и свързаната с него браншова технология отново получиха много внимание.
В развитието на технологията всеки етап също има различни форми, от 2.5D CPO, съответстващ на 20/50Tb/s търсене, до 2.5D Chiplet CPO, съответстващ на 50/100Tb/s търсене, и накрая реализирайте 3D CPO, съответстващ на 100Tb/s скорост.
2.5D CPO пакетираоптичен модули чипа на мрежовия превключвател на същия субстрат, за да се скъси разстоянието на линията и да се увеличи I/O плътността, а 3D CPO директно свързва оптичната IC към междинния слой, за да се постигне взаимно свързване на I/O стъпка по-малка от 50um. Целта на неговата еволюция е много ясна, а именно да се намали възможно най-много разстоянието между модула за фотоелектрическо преобразуване и чипа за мрежово превключване.
Понастоящем CPO е все още в начален стадий и все още има проблеми като нисък добив и високи разходи за поддръжка и малко производители на пазара могат напълно да осигурят продукти, свързани с CPO. Само Broadcom, Marvell, Intel и шепа други играчи имат напълно собствени решения на пазара.
Marvell представи 2.5D CPO технологичен превключвател, използвайки процеса VIA-LAST миналата година. След като силициевият оптичен чип бъде обработен, TSV се обработва с възможностите за обработка на OSAT и след това електрическият чип флип-чип се добавя към силициевия оптичен чип. 16 оптични модула и превключващ чип Marvell Teralynx7 са свързани помежду си на печатната платка, за да образуват превключвател, който може да постигне скорост на превключване от 12,8 Tbps.
На тазгодишния OFC Broadcom и Marvell също демонстрираха най-новото поколение 51.2Tbps превключващи чипове, използващи оптоелектронна технология за съвместно опаковане.
От най-новото поколение CPO технически подробности на Broadcom, CPO 3D пакет чрез подобряване на процеса за постигане на по-висока I/O плътност, CPO консумация на енергия до 5,5 W/800G, коефициентът на енергийна ефективност е много добър, производителността е много добра. В същото време Broadcom също пробива до една вълна от 200Gbps и 102.4T CPO.
Cisco също увеличи инвестициите си в CPO технология и направи демонстрация на CPO продукт на тазгодишното изложение OFC, показвайки нейното натрупване и приложение на CPO технология върху по-интегриран мултиплексор/демултиплексор. Cisco заяви, че ще проведе пилотно внедряване на CPO в 51.2Tb комутатори, последвано от широкомащабно внедряване в 102.4Tb комутационни цикли
Intel отдавна въведе комутатори, базирани на CPO, и през последните години Intel продължи да работи с Ayar Labs, за да проучи съвместно опаковани решения за взаимно свързване на сигнала с по-висока честотна лента, проправяйки пътя за масовото производство на оптоелектронни устройства за съвместно опаковане и оптично свързване.
Въпреки че сменяемите модули все още са първият избор, цялостното подобрение на енергийната ефективност, което CPO може да донесе, привлича все повече и повече производители. Според LightCounting доставките на CPO ще започнат да се увеличават значително от 800G и 1.6T портове, постепенно ще започнат да се предлагат в търговската мрежа от 2024 до 2025 г. и ще формират голям обем от 2026 до 2027 г. В същото време CIR очаква, че пазарните приходи от цялостни фотоелектрически опаковки ще достигнат 5,4 милиарда долара през 2027 г.
По-рано тази година TSMC обяви, че ще се присъедини към Broadcom, Nvidia и други големи клиенти за съвместно разработване на технология за силиконова фотоника, общи оптични компоненти за опаковане CPO и други нови продукти, технология за процеси от 45nm до 7nm и каза, че най-бързата втора половина от следващата година започна да отговаря на голямата поръчка, 2025 или така да достигне етапа на обема.
Като интердисциплинарна технологична област, включваща фотонни устройства, интегрални схеми, опаковане, моделиране и симулация, CPO технологията отразява промените, внесени от оптоелектронния синтез, а промените, внесени в предаването на данни, несъмнено са подривни. Въпреки че приложението на CPO може да се види само в големи центрове за данни за дълго време, с по-нататъшното разширяване на голямата изчислителна мощност и високите изисквания за честотна лента, CPO фотоелектрическата технология за съвместно уплътняване се превърна в ново бойно поле.
Може да се види, че производителите, работещи в CPO, като цяло вярват, че 2025 г. ще бъде ключов възел, който също е възел с обменен курс от 102,4 Tbps, а недостатъците на модулите, които могат да се включват, ще бъдат допълнително засилени. Въпреки че CPO приложенията може да идват бавно, оптико-електронното съвместно опаковане несъмнено е единственият начин за постигане на мрежи с висока скорост, висока честотна лента и ниска мощност.
Време на публикуване: 02 април 2024 г