CPO evoliucija ir pažangaoptoelektroninisbendro pakavimo technologija
Optoelektroninis bendras pakavimas nėra nauja technologija, jos atsiradimą galima atsekti iki septintojo dešimtmečio, tačiau šiuo metu fotoelektrinis bendras pakavimas tėra paprastas pakavimas.optoelektroniniai įtaisaikartu. Iki 1990-ųjų, iškilusoptinio ryšio modulisPramonėje pradėjo ryškėti fotoelektrinis bendrasis pakavimas. Šiais metais išaugus didelio skaičiavimo pajėgumo ir didelio pralaidumo poreikiui, fotoelektrinis bendrasis pakavimas ir su juo susijusios šakinės technologijos vėl sulaukė daug dėmesio.
Tobulėjant technologijoms, kiekvienas etapas taip pat turi skirtingas formas – nuo 2,5D CPO, atitinkančio 20/50 Tb/s paklausą, iki 2,5D Chiplet CPO, atitinkančio 50/100 Tb/s paklausą, ir galiausiai realizuojant 3D CPO, atitinkantį 100 Tb/s spartą.
2.5D CPO paketaioptinis modulisir tinklo komutatoriaus lustas ant to paties pagrindo, siekiant sutrumpinti linijos atstumą ir padidinti įvesties/išvesties tankį, o 3D CPO tiesiogiai jungia optinį IC su tarpiniu sluoksniu, kad būtų pasiektas mažesnis nei 50 μm įvesties/išvesties žingsnis. Jo evoliucijos tikslas yra labai aiškus – kuo labiau sumažinti atstumą tarp fotoelektrinio konversijos modulio ir tinklo komutavimo lusto.
Šiuo metu CPO dar tik žengia pirmuosius žingsnius, vis dar kyla problemų, tokių kaip mažas derlius ir didelės priežiūros išlaidos, be to, nedaug rinkoje esančių gamintojų gali visapusiškai tiekti su CPO susijusius produktus. Tik „Broadcom“, „Marvell“, „Intel“ ir keletas kitų rinkos dalyvių turi visiškai patentuotus sprendimus.
Praėjusiais metais „Marvell“ pristatė 2,5D CPO technologijos jungiklį, naudodama VIA-LAST procesą. Apdorojus silicio optinį lustą, TSV apdorojamas naudojant OSAT apdorojimo galimybes, o tada prie jo pridedamas elektrinis lustas-apverčiamasis lustas. 16 optinių modulių ir perjungimo lustas „Marvell Teralynx7“ yra sujungti ant spausdintinės plokštės, suformuojant jungiklį, kuris gali pasiekti 12,8 Tbps perjungimo greitį.
Šių metų OFC parodoje „Broadcom“ ir „Marvell“ taip pat pademonstravo naujausios kartos 51,2 Tbps komutatorių lustus, kuriuose naudojama optoelektroninė bendro pakavimo technologija.
Nuo naujausios „Broadcom“ kartos CPO techninių detalių, CPO 3D paketo iki patobulinto proceso, siekiant didesnio įvesties/išvesties tankio, CPO energijos suvartojimo iki 5,5 W / 800 G, labai gero energijos vartojimo efektyvumo santykio. Tuo pačiu metu „Broadcom“ taip pat pasiekia 200 Gbps ir 102,4 T CPO bangą.
„Cisco“ taip pat padidino investicijas į CPO technologiją ir šių metų OFC parodoje surengė CPO produkto demonstraciją, kurioje pademonstravo savo CPO technologijos sukaupimą ir taikymą labiau integruotame multiplekseryje / demultiplekseryje. „Cisco“ teigė, kad atliks bandomąjį CPO diegimą 51,2 Tb komutatoriuose, o vėliau – didelio masto diegimą 102,4 Tb komutatorių cikluose.
„Intel“ jau seniai pristato CPO pagrindu veikiančius komutatorius, o pastaraisiais metais toliau bendradarbiauja su „Ayar Labs“, siekdama ištirti didesnio pralaidumo signalų sujungimo sprendimus, kurie sudaro sąlygas masinei optoelektroninių sujungimo ir optinių sujungimo įrenginių gamybai.
Nors prijungiami moduliai vis dar yra pirmasis pasirinkimas, bendras CPO teikiamas energijos vartojimo efektyvumo pagerėjimas pritraukia vis daugiau gamintojų. „LightCounting“ duomenimis, CPO tiekimas pradės ženkliai didėti nuo 800G ir 1,6T prievadų, palaipsniui taps komerciškai prieinamas nuo 2024 iki 2025 m. ir sudarys didelį kiekį nuo 2026 iki 2027 m. Tuo pačiu metu CIR tikisi, kad fotoelektrinių viso korpuso rinkos pajamos 2027 m. pasieks 5,4 mlrd. USD.
Anksčiau šiais metais „TSMC“ paskelbė, kad bendradarbiaus su „Broadcom“, „Nvidia“ ir kitais dideliais klientais, siekdama kartu kurti silicio fotonikos technologiją, bendrus optinių komponentų pakavimo elementus (CPO) ir kitus naujus produktus, procesų technologijas nuo 45 nm iki 7 nm, ir teigė, kad greičiausiai kitų metų antroje pusėje bus pradėtas vykdyti didelis užsakymas, o maždaug 2025 m. bus pasiektas apimties etapas.
Kaip tarpdisciplininė technologijų sritis, apimanti fotoninius įrenginius, integrinius grandynus, pakavimą, modeliavimą ir imitavimą, CPO technologija atspindi optoelektroninės sintezės sukeltus pokyčius, o duomenų perdavimo pokyčiai neabejotinai yra subversyvūs. Nors CPO taikymas ilgą laiką gali būti matomas tik dideliuose duomenų centruose, toliau plečiantis didelei skaičiavimo galiai ir dideliems pralaidumo reikalavimams, CPO fotoelektrinio sandarinimo technologija tapo nauju mūšio lauku.
Matyti, kad CPO dirbantys gamintojai paprastai mano, jog 2025 m. bus pagrindinis mazgas, kurio keitimo greitis sieks 102,4 Tbps, o prijungiamų modulių trūkumai dar labiau išryškės. Nors CPO taikymas gali atsirasti lėtai, optoelektroninis bendras pakavimas neabejotinai yra vienintelis būdas pasiekti didelės spartos, didelio pralaidumo ir mažos galios tinklus.
Įrašo laikas: 2024 m. balandžio 2 d.