Evolució i progrés de CPOoptoelectrònicatecnologia de co-packaging
El co-embalatge optoelectrònic no és una tecnologia nova, el seu desenvolupament es remunta als anys 60, però en aquest moment, el co-envasat fotoelèctric és només un simple paquet dedispositius optoelectrònicsjunts. A la dècada de 1990, amb l'auge de lamòdul de comunicació òpticaindústria, va començar a sorgir el copackaging fotoelèctric. Amb l'explosió de l'alta potència de càlcul i la gran demanda d'ample de banda d'aquest any, el co-embalatge fotoelèctric i la seva tecnologia de branca relacionada, han tornat a rebre molta atenció.
En el desenvolupament de la tecnologia, cada etapa també té diferents formes, des de 2.5D CPO corresponent a una demanda de 20/50Tb/s, fins a 2.5D Chiplet CPO corresponent a una demanda de 50/100Tb/s i, finalment, realitzar un CPO 3D corresponent a 100Tb/s. taxa.
El CPO 2.5D empaqueta elmòdul òptici el xip del commutador de xarxa al mateix substrat per escurçar la distància de la línia i augmentar la densitat d'E/S, i el CPO 3D connecta directament l'IC òptic a la capa intermèdia per aconseguir la interconnexió del pas d'E/S de menys de 50um. L'objectiu de la seva evolució és molt clar, que és reduir al màxim la distància entre el mòdul de conversió fotoelèctrica i el xip de commutació de xarxa.
En l'actualitat, CPO encara està en la seva infància, i encara hi ha problemes com ara el baix rendiment i els alts costos de manteniment, i pocs fabricants al mercat poden oferir totalment productes relacionats amb CPO. Només Broadcom, Marvell, Intel i un grapat d'altres jugadors tenen solucions totalment patentades al mercat.
Marvell va introduir un commutador de tecnologia CPO 2.5D mitjançant el procés VIA-LAST l'any passat. Després de processar el xip òptic de silici, el TSV es processa amb la capacitat de processament d'OSAT i, a continuació, s'afegeix el xip flip-xip elèctric al xip òptic de silici. 16 mòduls òptics i el xip de commutació Marvell Teralynx7 estan interconnectats a la PCB per formar un interruptor, que pot aconseguir una velocitat de commutació de 12,8 Tbps.
A l'OFC d'aquest any, Broadcom i Marvell també van demostrar l'última generació de xips de commutació de 51,2 Tbps utilitzant tecnologia d'embalatge optoelectrònic.
Des de l'última generació de detalls tècnics CPO de Broadcom, el paquet CPO 3D a través de la millora del procés per aconseguir una densitat d'E/S més alta, el consum d'energia CPO a 5,5 W/800G, la relació d'eficiència energètica és molt bon rendiment és molt bo. Al mateix temps, Broadcom també està arribant a una única onada de 200 Gbps i 102.4T CPO.
Cisco també ha augmentat la seva inversió en tecnologia CPO i ha fet una demostració del producte CPO a l'OFC d'aquest any, mostrant la seva acumulació i aplicació de tecnologia CPO en un multiplexor/demultiplexor més integrat. Cisco va dir que realitzarà un desplegament pilot de CPO en commutadors de 51,2 Tb, seguit d'una adopció a gran escala en cicles de commutació de 102,4 Tb.
Intel ha introduït des de fa temps commutadors basats en CPO i, en els darrers anys, Intel ha continuat treballant amb Ayar Labs per explorar solucions d'interconnexió de senyals d'ample de banda més gran, obrint el camí per a la producció massiva de dispositius d'interconnexió òptica i co-embalatge optoelectrònic.
Tot i que els mòduls connectables segueixen sent la primera opció, la millora global de l'eficiència energètica que pot aportar CPO ha atret cada cop més fabricants. Segons LightCounting, els enviaments de CPO començaran a augmentar significativament a partir dels ports 800G i 1.6T, gradualment començaran a estar disponibles comercialment del 2024 al 2025 i formaran un volum a gran escala del 2026 al 2027. Al mateix temps, CIR espera que el Els ingressos del mercat dels envasos fotoelèctrics totals arribaran als 5.400 milions de dòlars el 2027.
A principis d'any, TSMC va anunciar que s'unirà amb Broadcom, Nvidia i altres grans clients per desenvolupar conjuntament la tecnologia fotònica de silici, components òptics d'embalatge comuns CPO i altres productes nous, tecnologia de procés de 45 nm a 7 nm i va dir que la segona meitat més ràpida de l'any vinent va començar a complir la gran comanda, 2025 aproximadament per arribar a l'etapa de volum.
Com a camp tecnològic interdisciplinari que inclou dispositius fotònics, circuits integrats, embalatge, modelatge i simulació, la tecnologia CPO reflecteix els canvis provocats per la fusió optoelectrònica, i els canvis que s'introdueixen en la transmissió de dades són sens dubte subversius. Tot i que l'aplicació de CPO només es pot veure en grans centres de dades durant molt de temps, amb l'ampliació de la gran potència de càlcul i els requisits d'ample de banda elevats, la tecnologia de segell fotoelèctric CPO s'ha convertit en un nou camp de batalla.
Es pot veure que els fabricants que treballen a CPO generalment creuen que el 2025 serà un node clau, que també és un node amb un tipus de canvi de 102,4 Tbps, i els desavantatges dels mòduls connectables s'amplificaran encara més. Tot i que les aplicacions CPO poden arribar lentament, el co-empaquetatge optoelectrònic és sens dubte l'única manera d'aconseguir xarxes d'alta velocitat, ample de banda elevat i baixa potència.
Hora de publicació: abril-02-2024