Vývoj a vývoj CPOoptoelektronickétechnológia spoločného balenia
Optoelektronické spoločné balenie nie je nová technológia, jeho vývoj možno vysledovať až do 60. rokov minulého storočia, ale v súčasnosti je fotoelektrické spoločné balenie len jednoduchým balíkomoptoelektronické zariadeniaspolu. Do 90. rokov 20. storočia so vzostupomoptický komunikačný modulv priemysle sa začalo objavovať fotoelektrické copackaging. S prudkým nárastom vysokého výpočtového výkonu a veľkým dopytom po šírke pásma v tomto roku sa fotoelektrickému spoločnému balení a súvisiacej odvetvovej technológii opäť dostalo veľkej pozornosti.
Vo vývoji technológie má každá etapa tiež rôzne formy, od 2,5D CPO zodpovedajúcemu dopytu 20/50 Tb/s, až po 2,5D Chiplet CPO zodpovedajúcemu dopytu 50/100 Tb/s, a nakoniec realizovať 3D CPO zodpovedajúce 100 Tb/s. sadzba.
2.5D CPO balíoptický modula čip sieťového prepínača na rovnakom substráte, aby sa skrátila vzdialenosť linky a zvýšila hustota I/O, a 3D CPO priamo spája optický IC so sprostredkovateľskou vrstvou, aby sa dosiahlo vzájomné prepojenie I/O rozstupu menej ako 50 um. Cieľ jeho evolúcie je veľmi jasný, a to čo najviac zmenšiť vzdialenosť medzi fotoelektrickým konverzným modulom a sieťovým spínacím čipom.
V súčasnosti je CPO stále v plienkach a stále existujú problémy, ako je nízka výťažnosť a vysoké náklady na údržbu a len málo výrobcov na trhu môže plne poskytovať produkty súvisiace s CPO. Iba Broadcom, Marvell, Intel a niekoľko ďalších hráčov má na trhu plne proprietárne riešenia.
Marvell minulý rok predstavil prepínač technológie 2,5D CPO využívajúci proces VIA-LAST. Po spracovaní kremíkového optického čipu sa TSV spracuje so schopnosťou spracovania OSAT a potom sa ku kremíkovému optickému čipu pridá flip-čip elektrického čipu. 16 optických modulov a spínací čip Marvell Teralynx7 sú vzájomne prepojené na doske plošných spojov do prepínača, ktorý dokáže dosiahnuť spínaciu rýchlosť 12,8 Tbps.
Na tohtoročnom OFC Broadcom a Marvell tiež demonštrovali najnovšiu generáciu 51,2 Tbps prepínacích čipov využívajúcich technológiu optoelektronického spoločného balenia.
Od najnovšej generácie CPO technických detailov, CPO 3D balíka cez vylepšenie procesu na dosiahnutie vyššej I/O hustoty, CPO spotreby energie na 5,5W/800G, pomer energetickej účinnosti je veľmi dobrý, výkon je veľmi dobrý. Zároveň Broadcom tiež preráža na jednu vlnu 200 Gbps a 102,4T CPO.
Spoločnosť Cisco tiež zvýšila svoje investície do technológie CPO a na tohtoročnom OFC predviedla produkt CPO, ktorý ukazuje akumuláciu a aplikáciu technológie CPO na integrovanejšom multiplexere/demultiplexore. Spoločnosť Cisco uviedla, že vykoná pilotné nasadenie CPO v 51,2 TB prepínačoch, po ktorom bude nasledovať rozsiahle prijatie v cykloch 102,4 TB
Spoločnosť Intel už dlho predstavuje prepínače založené na CPO a v posledných rokoch spoločnosť Intel pokračovala v spolupráci s laboratóriami Ayar Labs na skúmaní spoločne zabalených riešení prepojenia signálov s vyššou šírkou pásma, čím sa pripravila pôda pre masovú výrobu optoelektronických zariadení na spoločné balenie a optického prepojenia.
Hoci zásuvné moduly sú stále prvou voľbou, celkové zlepšenie energetickej účinnosti, ktoré môže CPO priniesť, priťahuje čoraz viac výrobcov. Podľa LightCounting sa dodávky CPO začnú výrazne zvyšovať z 800G a 1,6T portov, postupne začnú byť komerčne dostupné od roku 2024 do roku 2025 a vytvoria veľký objem od roku 2026 do roku 2027. CIR zároveň očakáva, že celkové trhové príjmy z fotoelektrických obalov dosiahnu v roku 2027 5,4 miliardy USD.
Začiatkom tohto roka spoločnosť TSMC oznámila, že sa spojí so spoločnosťami Broadcom, Nvidia a ďalšími veľkými zákazníkmi, aby spoločne vyvinuli technológiu kremíkovej fotoniky, spoločné obalové optické komponenty CPO a ďalšie nové produkty, technológiu spracovania od 45nm do 7nm a uviedla, že najrýchlejšia druhá polovica v budúcom roku začali plniť veľkú objednávku, približne v roku 2025 sa dostali do fázy objemu.
Ako interdisciplinárna technologická oblasť zahŕňajúca fotonické zariadenia, integrované obvody, balenie, modelovanie a simuláciu, technológia CPO odráža zmeny, ktoré prináša optoelektronická fúzia, a zmeny, ktoré prináša prenos údajov, sú nepochybne podvratné. Hoci aplikáciu CPO možno dlho vidieť iba vo veľkých dátových centrách, s ďalším rozširovaním veľkého výpočtového výkonu a požiadaviek na vysokú šírku pásma sa technológia fotoelektrického spoločného tesnenia CPO stala novým bojiskom.
Je vidieť, že výrobcovia pracujúci v CPO sa vo všeobecnosti domnievajú, že kľúčovým uzlom bude rok 2025, ktorý je zároveň uzlom s výmenným kurzom 102,4 Tbps a nevýhody zásuvných modulov budú ešte zosilnené. Hoci aplikácie CPO môžu prichádzať pomaly, optoelektronické spoločné balenie je nepochybne jediným spôsobom, ako dosiahnuť siete s vysokou rýchlosťou, veľkou šírkou pásma a nízkou spotrebou.
Čas odoslania: apríl-02-2024