Evoluția și progresul CPOoptoelectronicetehnologie de co-ambalare
Co-ambalarea optoelectronică nu este o tehnologie nouă, dezvoltarea sa poate fi urmărită încă din anii 1960, dar în acest moment, co-ambalarea fotoelectrică este doar un simplu pachet dedispozitive optoelectroniceîmpreună. Până în anii 1990, odată cu ascensiuneamodul de comunicare opticăindustrie, a început să apară co-ambalarea fotoelectrică. Odată cu izbucnirea puterii de calcul ridicate și a cererii mari de lățime de bandă în acest an, co-ambalarea fotoelectrică și tehnologia ramificată a acesteia au primit din nou multă atenție.
În dezvoltarea tehnologiei, fiecare etapă are, de asemenea, forme diferite, de la 2.5D CPO corespunzător cererii de 20/50Tb/s, până la 2.5D Chiplet CPO corespunzător unei cereri de 50/100Tb/s și, în final, realizează CPO 3D corespunzător la 100Tb/s rata.
CPO 2.5D includemodul opticși cipul de comutare de rețea pe același substrat pentru a scurta distanța de linie și a crește densitatea I/O, iar CPO 3D conectează direct IC-ul optic la stratul intermediar pentru a realiza interconectarea pasului I/O de mai puțin de 50um. Scopul evoluției sale este foarte clar și este de a reduce cât mai mult distanța dintre modulul de conversie fotoelectrică și cipul de comutare a rețelei.
În prezent, CPO este încă la început și există încă probleme precum randamentul scăzut și costurile ridicate de întreținere, iar puțini producători de pe piață pot furniza pe deplin produse legate de CPO. Doar Broadcom, Marvell, Intel și o mână de alți jucători au soluții complet proprietare pe piață.
Marvell a introdus anul trecut un comutator de tehnologie CPO 2.5D folosind procesul VIA-LAST. După ce cipul optic de siliciu este procesat, TSV este procesat cu capacitatea de procesare a OSAT, iar apoi cipul electric flip-chip este adăugat la cipul optic de siliciu. 16 module optice și cipul de comutare Marvell Teralynx7 sunt interconectate pe PCB pentru a forma un comutator, care poate atinge o rată de comutare de 12,8 Tbps.
La OFC din acest an, Broadcom și Marvell au demonstrat, de asemenea, cea mai recentă generație de cipuri de comutare de 51,2 Tbps folosind tehnologia optoelectronică de co-ambalare.
De la ultima generație Broadcom de detalii tehnice CPO, pachetul CPO 3D prin îmbunătățirea procesului pentru a obține o densitate I/O mai mare, consumul de energie CPO la 5,5W/800G, raportul de eficiență energetică este performanță foarte bună este foarte bună. În același timp, Broadcom depășește, de asemenea, un singur val de 200 Gbps și 102,4 T CPO.
Cisco și-a sporit, de asemenea, investițiile în tehnologia CPO și a făcut o demonstrație a produsului CPO în cadrul OFC din acest an, arătând acumularea și aplicarea tehnologiei CPO pe un multiplexor/demultiplexor mai integrat. Cisco a declarat că va realiza o implementare pilot a CPO în switch-uri de 51,2 Tb, urmată de adoptarea la scară largă în cicluri de comutare de 102,4 Tb
Intel a introdus de mult switch-uri bazate pe CPO, iar în ultimii ani Intel a continuat să lucreze cu Ayar Labs pentru a explora soluții de interconectare a semnalelor cu lățime de bandă mai mare, deschizând calea pentru producția în masă de dispozitive optoelectronice de co-ambalare și interconectare optică.
Deși modulele conectabile sunt încă prima alegere, îmbunătățirea generală a eficienței energetice pe care o poate aduce CPO a atras din ce în ce mai mulți producători. Potrivit LightCounting, livrările CPO vor începe să crească semnificativ de la porturile 800G și 1.6T, vor începe treptat să fie disponibile comercial din 2024 până în 2025 și vor forma un volum la scară mare din 2026 până în 2027. În același timp, CIR se așteaptă ca Veniturile de piață ale ambalajelor totale fotoelectrice vor ajunge la 5,4 miliarde de dolari în 2027.
La începutul acestui an, TSMC a anunțat că se va uni cu Broadcom, Nvidia și alți clienți mari pentru a dezvolta în comun tehnologia fotonică de siliciu, componente optice de ambalare comune CPO și alte produse noi, tehnologia de proces de la 45 nm la 7 nm și a spus că cea mai rapidă a doua jumătate a anului de anul viitor a început să îndeplinească comanda mare, 2025 sau cam asa ceva pentru a ajunge la stadiul de volum.
Fiind un domeniu tehnologic interdisciplinar ce implică dispozitive fotonice, circuite integrate, ambalare, modelare și simulare, tehnologia CPO reflectă schimbările aduse de fuziunea optoelectronică, iar schimbările aduse transmisiei de date sunt, fără îndoială, subversive. Deși aplicarea CPO poate fi văzută doar în centrele de date mari pentru o lungă perioadă de timp, odată cu extinderea în continuare a puterii de calcul mari și a cerințelor mari de lățime de bandă, tehnologia de co-sigilare fotoelectrică CPO a devenit un nou câmp de luptă.
Se poate observa că producătorii care lucrează în CPO cred în general că 2025 va fi un nod cheie, care este și un nod cu un curs de schimb de 102,4 Tbps, iar dezavantajele modulelor conectabile vor fi și mai mult amplificate. Deși aplicațiile CPO pot veni lent, co-ambalarea opto-electronică este, fără îndoială, singura modalitate de a obține rețele de mare viteză, lățime de bandă mare și putere redusă.
Ora postării: Apr-02-2024