Evolucija i napredak CPO-aoptoelektronskitehnologija zajedničkog pakovanja
Optoelektronsko ko-pakovanje nije nova tehnologija, njen razvoj se može pratiti do 1960-ih, ali u ovom trenutku, fotoelektrično ko-pakovanje je samo jednostavno pakovanje...optoelektronski uređajizajedno. Do 1990-ih, s porastomoptički komunikacijski modulU industriji se počelo pojavljivati fotoelektrično ko-pakovanje. S porastom potražnje za visokom računarskom snagom i velikim propusnim opsegom ove godine, fotoelektrično ko-pakovanje i s njim povezana grana tehnologije ponovo su privukle mnogo pažnje.
U razvoju tehnologije, svaka faza također ima različite oblike, od 2.5D CPO koji odgovara potražnji od 20/50Tb/s, do 2.5D Chiplet CPO koji odgovara potražnji od 50/100Tb/s, i konačno realizacije 3D CPO koji odgovara brzini od 100Tb/s.
2.5D CPO paketi uključujuoptički moduli čip mrežnog prekidača na istoj podlozi kako bi se skratila udaljenost linije i povećala gustoća ulazno/izlaznih operacija, a 3D CPO direktno povezuje optički IC sa međuslojem kako bi se postigla međusobna povezanost s razmakom ulazno/izlaznih operacija manjim od 50um. Cilj njegove evolucije je vrlo jasan, a to je što veće smanjenje udaljenosti između modula za fotoelektričnu konverziju i čipa mrežnog prekidača.
Trenutno je CPO još uvijek u povojima i još uvijek postoje problemi poput niskog prinosa i visokih troškova održavanja, a malo proizvođača na tržištu može u potpunosti osigurati proizvode povezane s CPO-om. Samo Broadcom, Marvell, Intel i nekolicina drugih igrača imaju potpuno vlasnička rješenja na tržištu.
Marvell je prošle godine predstavio 2.5D CPO tehnološki prekidač koristeći VIA-LAST proces. Nakon što se obradi silicijumski optički čip, TSV se obrađuje OSAT-ovim procesorskim mogućnostima, a zatim se električni flip-chip dodaje silicijumskom optičkom čipu. 16 optičkih modula i prekidački čip Marvell Teralynx7 međusobno su povezani na PCB-u kako bi formirali prekidač, koji može postići brzinu prebacivanja od 12,8 Tbps.
Na ovogodišnjem OFC-u, Broadcom i Marvell su također demonstrirali najnoviju generaciju čipova za prebacivanje od 51,2 Tbps koristeći tehnologiju optoelektronskog zajedničkog pakiranja.
Od Broadcomove najnovije generacije CPO tehničkih detalja, CPO 3D paketa, kroz poboljšanje procesa za postizanje veće gustoće ulazno/izlaznih operacija, potrošnje energije CPO-a na 5,5 W/800 G, odnos energetske efikasnosti je vrlo dobar, a performanse su vrlo dobre. Istovremeno, Broadcom također probija do jedinstvenog vala CPO-a od 200 Gbps i 102,4 T.
Cisco je također povećao svoja ulaganja u CPO tehnologiju i održao demonstraciju CPO proizvoda na ovogodišnjem OFC-u, pokazujući svoju akumulaciju CPO tehnologije i primjenu na integriranijem multiplekseru/demultiplekseru. Cisco je saopštio da će provesti pilot implementaciju CPO-a u 51,2Tb prekidačima, nakon čega slijedi masovna primjena u ciklusima prekidača od 102,4Tb.
Intel je odavno predstavio CPO prekidače, a posljednjih godina Intel je nastavio saradnju sa Ayar Labs-om na istraživanju ko-pakiranih rješenja za međusobno povezivanje signala većeg propusnog opsega, otvarajući put masovnoj proizvodnji optoelektronskih ko-pakiranih i optičkih uređaja za međusobno povezivanje.
Iako su priključni moduli i dalje prvi izbor, sveukupno poboljšanje energetske efikasnosti koje CPO može donijeti privlači sve više proizvođača. Prema LightCountingu, isporuke CPO-a će početi značajno rasti od 800G i 1.6T portova, postepeno će početi biti komercijalno dostupni od 2024. do 2025. godine, a od 2026. do 2027. godine formirat će veliki obim. Istovremeno, CIR očekuje da će tržišni prihod od ukupnog fotoelektričnog pakovanja dostići 5,4 milijarde dolara u 2027. godini.
Ranije ove godine, TSMC je najavio da će se udružiti s Broadcomom, Nvidijom i drugim velikim kupcima kako bi zajednički razvili tehnologiju silicijumske fotonike, zajedničko pakovanje optičkih komponenti CPO i drugih novih proizvoda, procesnu tehnologiju od 45nm do 7nm, te je rekao da će se najbrže u drugoj polovini sljedeće godine početi ispunjavati velika narudžba, oko 2025. godine kako bi se dostigla faza obima.
Kao interdisciplinarno tehnološko polje koje uključuje fotonske uređaje, integrirana kola, pakiranje, modeliranje i simulaciju, CPO tehnologija odražava promjene koje donosi optoelektronska fuzija, a promjene koje su donesene u prijenosu podataka su nesumnjivo subverzivne. Iako se primjena CPO-a može vidjeti samo u velikim podatkovnim centrima još dugo vremena, s daljnjim širenjem velike računarske snage i zahtjeva za visokim propusnim opsegom, CPO tehnologija fotoelektričnog ko-zaptivanja postala je novo bojno polje.
Može se vidjeti da proizvođači koji rade u CPO-u uglavnom vjeruju da će 2025. godina biti ključni čvor, koji je ujedno i čvor sa brzinom razmjene od 102,4 Tbps, a nedostaci priključnih modula će se dodatno pojačati. Iako CPO primjene mogu dolaziti sporo, opto-elektronsko ko-pakiranje je nesumnjivo jedini način za postizanje mreža velike brzine, velike propusnosti i male snage.
Vrijeme objave: 02.04.2024.