CPO:n kehitys ja edistyminenoptoelektroniikkayhteispakkaustekniikkaa
Optoelektroninen yhteispakkaus ei ole uusi tekniikka, sen kehitys voidaan jäljittää 1960-luvulle, mutta tällä hetkellä valosähköinen yhteispakkaus on vain yksinkertainen pakettioptoelektroniset laitteetyhdessä. 1990-luvulle mennessä, kunoptinen viestintämoduuliteollisuus, valosähköinen copacaging alkoi ilmaantua. Tänä vuonna suuren laskentatehon ja suuren kaistanleveyden kysynnän räjähtäessä valosähköinen yhteispakkaus ja siihen liittyvä haaratekniikka on saanut jälleen paljon huomiota.
Teknologian kehityksessä jokaisella vaiheella on myös erilaisia muotoja 2,5D CPO:sta, joka vastaa 20/50 Tb/s kysyntää, 2,5D Chiplet CPO:iin, joka vastaa 50/100 Tb/s kysyntää, ja lopulta toteuttaa 3D CPO:n, joka vastaa 100 Tb/s korko.
2.5D CPO pakkaaoptinen moduulija samalla substraatilla oleva verkkokytkinsiru linjaetäisyyden lyhentämiseksi ja I/O-tiheyden lisäämiseksi, ja 3D-CPO yhdistää suoraan optisen IC:n välikerrokseen saavuttaakseen alle 50 um:n I/O-välin yhteenliittämisen. Sen evoluution tavoite on hyvin selvä, mikä on vähentää valosähköisen muunnosmoduulin ja verkkokytkentäsirun välistä etäisyyttä mahdollisimman paljon.
Tällä hetkellä CPO on vielä lapsenkengissään, ja ongelmia, kuten alhainen tuotto ja korkeat ylläpitokustannukset, on edelleen, ja harvat valmistajat markkinoilla voivat tarjota täysin CPO:hen liittyviä tuotteita. Vain Broadcomilla, Marvellilla, Intelillä ja muutamalla muulla pelaajalla on täysin patentoituja ratkaisuja markkinoilla.
Marvell esitteli viime vuonna 2.5D CPO-teknologiakytkimen VIA-LAST-prosessilla. Kun optinen piisiru on käsitelty, TSV käsitellään OSATin prosessointikyvyllä, ja sitten sähköinen siru flip-chip lisätään piioptiseen siruun. 16 optista moduulia ja kytkentäsiru Marvell Teralynx7 on kytketty toisiinsa piirilevyllä kytkimen muodostamiseksi, joka voi saavuttaa 12,8 Tbps:n kytkentänopeuden.
Tämän vuoden OFC:ssä Broadcom ja Marvell esittelivät myös uusimman sukupolven 51,2 Tbps:n kytkinsiruja käyttämällä optoelektronista yhteispakkaustekniikkaa.
Vuodesta Broadcomin uusimman sukupolven CPO teknisiä yksityiskohtia, CPO 3D-paketti parantamalla prosessia saavuttaa suurempi I/O-tiheys, CPO virrankulutus 5.5W/800G, energiatehokkuussuhde on erittäin hyvä suorituskyky on erittäin hyvä. Samaan aikaan Broadcom on myös murtautumassa yhteen 200 Gbps:n ja 102,4 T CPO:n aaltoon.
Cisco on myös lisännyt investointejaan CPO-teknologiaan ja tehnyt CPO-tuoteesittelyn tämän vuoden OFC:ssä, jossa esitellään sen CPO-teknologian kertymistä ja käyttöä integroidummassa multiplekserissä/demultiplekserissä. Cisco sanoi, että se toteuttaa CPO:n pilottikäyttöönoton 51,2 Tb:n kytkimissä, mitä seuraa laajamittainen käyttöönotto 102,4 Tb:n kytkentäjaksoissa
Intel on jo pitkään esitellyt CPO-pohjaisia kytkimiä, ja viime vuosina Intel on jatkanut yhteistyötä Ayar Labsin kanssa tutkiakseen yhteispakattuja suuremman kaistanleveyden signaalien liitäntäratkaisuja, mikä tasoittaa tietä optoelektronisten yhteispakkausten ja optisten liitäntälaitteiden massatuotannolle.
Vaikka kytkettävät moduulit ovat edelleen ensimmäinen valinta, CPO:n tarjoama yleinen energiatehokkuuden parannus on houkutellut yhä useampia valmistajia. LightCountingin mukaan CPO-toimitukset alkavat kasvaa merkittävästi 800G- ja 1,6T-porteista, alkavat vähitellen olla kaupallisesti saatavilla vuosina 2024-2025 ja muodostavat suuren volyymin vuosina 2026-2027. Samaan aikaan CIR odottaa, että Valosähköisten pakkausten markkinatulot nousevat 5,4 miljardiin dollariin vuonna 2027.
Aiemmin tänä vuonna TSMC ilmoitti yhdistävänsä kädet Broadcomin, Nvidian ja muiden suurten asiakkaiden kanssa kehittääkseen yhdessä piifotoniikkateknologiaa, yhteisiä pakkausoptisia komponentteja CPO:ta ja muita uusia tuotteita, prosessiteknologiaa 45 nm:stä 7 nm:iin, ja sanoi, että nopein toinen puolisko Ensi vuoden alkoi täyttää suuren tilauksen, 2025 tai niin päästä volyymivaiheeseen.
Poikkitieteellisenä teknologia-alana, joka sisältää fotonisia laitteita, integroituja piirejä, pakkaamisen, mallintamisen ja simuloinnin, CPO-tekniikka heijastaa optoelektronisen fuusion tuomia muutoksia, ja tiedonsiirtoon tuomat muutokset ovat epäilemättä kumouksellisia. Vaikka CPO:ta voidaan käyttää vain suurissa konesaleissa pitkään, suuren laskentatehon ja suurten kaistanleveysvaatimusten lisääntyessä CPO:n valosähköisestä yhteistiivisteteknologiasta on tullut uusi taistelukenttä.
Voidaan nähdä, että CPO:ssa työskentelevät valmistajat uskovat yleisesti, että 2025 on avainsolmu, joka on myös solmu, jonka vaihtokurssi on 102,4 Tbps, ja kytkettävien moduulien haitat vahvistuvat entisestään. Vaikka CPO-sovellukset saattavat tulla hitaasti, optoelektroninen yhteispakkaus on epäilemättä ainoa tapa saavuttaa suuria nopeuksia, suuren kaistanleveyden ja pienitehoisia verkkoja.
Postitusaika: 02.04.2024