Udvikling og fremskridt inden for CPOoptoelektroniskco-packaging teknologi
Optoelektronisk co-packaging er ikke en ny teknologi, dens udvikling kan spores tilbage til 1960'erne, men på nuværende tidspunkt er fotoelektrisk co-packaging blot en simpel pakke afoptoelektroniske enhedersammen. I 1990'erne, med fremkomsten afoptisk kommunikationsmodulI industrien begyndte fotoelektrisk copackaging at dukke op. Med den stigende efterspørgsel efter høj computerkraft og båndbredde i år har fotoelektrisk copackaging og den relaterede teknologibranche endnu engang fået stor opmærksomhed.
I teknologiens udvikling har hvert trin også forskellige former, fra 2,5D CPO svarende til 20/50Tb/s efterspørgsel, til 2,5D Chiplet CPO svarende til 50/100Tb/s efterspørgsel, og endelig realiseres 3D CPO svarende til en hastighed på 100Tb/s.
2.5D CPO-pakkerneoptisk modulog netværksskiftchippen på det samme substrat for at forkorte linjeafstanden og øge I/O-tætheden, og 3D CPO'en forbinder direkte den optiske IC med mellemlaget for at opnå en sammenkobling af I/O-pitchen på mindre end 50 µm. Målet med dens udvikling er meget klart, hvilket er at reducere afstanden mellem det fotoelektriske konverteringsmodul og netværksskiftchippen så meget som muligt.
I øjeblikket er CPO stadig i sin vorden, og der er stadig problemer som lavt udbytte og høje vedligeholdelsesomkostninger, og få producenter på markedet kan fuldt ud levere CPO-relaterede produkter. Kun Broadcom, Marvell, Intel og en håndfuld andre aktører har fuldt proprietære løsninger på markedet.
Marvell introducerede sidste år en 2.5D CPO-teknologi-switch ved hjælp af VIA-LAST-processen. Efter at den optiske siliciumchip er behandlet, behandles TSV'en med OSAT's behandlingskapacitet, og derefter tilføjes den elektriske chip-flip-chip til den optiske siliciumchip. 16 optiske moduler og switchchippen Marvell Teralynx7 er forbundet sammen på printkortet for at danne en switch, der kan opnå en switchhastighed på 12,8 Tbps.
På dette års OFC demonstrerede Broadcom og Marvell også den nyeste generation af 51,2 Tbps switchchips ved hjælp af optoelektronisk co-packaging-teknologi.
Fra Broadcoms seneste generation af CPO-tekniske detaljer, CPO 3D-pakke til forbedring af processen for at opnå en højere I/O-tæthed, CPO's strømforbrug til 5,5 W/800 G, er energieffektivitetsforholdet meget godt og ydeevnen er meget god. Samtidig bryder Broadcom også igennem til en enkelt bølge på 200 Gbps og 102,4 T CPO.
Cisco har også øget sine investeringer i CPO-teknologi og har præsenteret en CPO-produktdemonstration på dette års OFC, der viser deres akkumulering og anvendelse af CPO-teknologi på en mere integreret multiplexer/demultiplexer. Cisco har meddelt, at de vil udføre en pilotimplementering af CPO i 51,2 TB switche, efterfulgt af storstilet implementering i 102,4 TB switchcyklusser.
Intel har længe introduceret CPO-baserede switche, og i de senere år har Intel fortsat samarbejdet med Ayar Labs for at udforske sampakkede signalforbindelsesløsninger med højere båndbredde, hvilket baner vejen for masseproduktion af optoelektroniske sampakkede og optiske forbindelsesenheder.
Selvom pluggbare moduler stadig er førstevalget, har den samlede forbedring af energieffektiviteten, som CPO kan medføre, tiltrukket flere og flere producenter. Ifølge LightCounting vil CPO-leverancer begynde at stige markant fra 800G- og 1,6T-porte, gradvist begynde at blive kommercielt tilgængelige fra 2024 til 2025 og danne et stort volumen fra 2026 til 2027. Samtidig forventer CIR, at markedsindtægterne for fotoelektrisk totalpakning vil nå 5,4 milliarder dollars i 2027.
Tidligere i år annoncerede TSMC, at de vil slå sig sammen med Broadcom, Nvidia og andre store kunder for i fællesskab at udvikle siliciumfotonikteknologi, fælles emballage til optiske komponenter (CPO) og andre nye produkter, procesteknologi fra 45nm til 7nm, og sagde, at den hurtigste anden halvdel af næste år begyndte at opfylde den store ordre, 2025 eller deromkring for at nå volumenstadiet.
Som et tværfagligt teknologifelt, der involverer fotoniske enheder, integrerede kredsløb, pakning, modellering og simulering, afspejler CPO-teknologi de ændringer, som optoelektronisk fusion har medført, og de ændringer, der er medført inden for datatransmission, er utvivlsomt subversive. Selvom anvendelsen af CPO måske kun ses i store datacentre i lang tid, er CPO fotoelektrisk co-seal-teknologi blevet en ny slagmark med den yderligere udvidelse af store computerkraftkrav og høje båndbreddekrav.
Det kan ses, at producenter, der arbejder inden for CPO, generelt mener, at 2025 vil være en nøglenode, som også er en node med en vekselkurs på 102,4 Tbps, og ulemperne ved pluggbare moduler vil blive yderligere forstærket. Selvom CPO-applikationer kan komme langsomt, er optoelektronisk co-packaging utvivlsomt den eneste måde at opnå netværk med høj hastighed, høj båndbredde og lavt strømforbrug.
Opslagstidspunkt: 2. april 2024