Evolutie en vooruitgang van CPOopto-elektronischco-verpakkingstechnologie
Opto-elektronische co-verpakking is geen nieuwe technologie; de ontwikkeling ervan gaat terug tot de jaren zestig, maar op dit moment is foto-elektrische co-verpakking slechts een eenvoudig pakket vanopto-elektronische apparatensamen. In de jaren negentig, met de opkomst van deoptische communicatiemoduleindustrie begon foto-elektrische co-verpakking op te komen. Met de uitbarsting van de grote rekenkracht en de grote vraag naar bandbreedte dit jaar heeft foto-elektrische co-packaging en de daaraan gerelateerde branchetechnologie opnieuw veel aandacht gekregen.
In de ontwikkeling van technologie kent elke fase ook verschillende vormen, van 2,5D CPO, overeenkomend met een vraag van 20/50 Tb/s, tot 2,5D Chiplet CPO, overeenkomend met een vraag van 50/100 Tb/s, en uiteindelijk het realiseren van 3D CPO, overeenkomend met 100 Tb/s. tarief.
De 2.5D CPO verpakt deoptische moduleen de netwerkschakelaarchip op hetzelfde substraat om de lijnafstand te verkorten en de I/O-dichtheid te vergroten, en de 3D CPO verbindt de optische IC rechtstreeks met de tussenlaag om de onderlinge verbinding van de I/O-pitch van minder dan 50um te bereiken. Het doel van de evolutie ervan is heel duidelijk: het zoveel mogelijk verkleinen van de afstand tussen de foto-elektrische conversiemodule en de netwerkschakelchip.
Momenteel staat CPO nog in de kinderschoenen en zijn er nog steeds problemen zoals lage opbrengsten en hoge onderhoudskosten, en zijn er maar weinig fabrikanten op de markt die CPO-gerelateerde producten volledig kunnen leveren. Alleen Broadcom, Marvell, Intel en een handvol andere spelers hebben volledig eigen oplossingen op de markt.
Marvell introduceerde vorig jaar een 2.5D CPO-technologieschakelaar met behulp van het VIA-LAST-proces. Nadat de optische siliciumchip is verwerkt, wordt de TSV verwerkt met de verwerkingscapaciteit van OSAT, en vervolgens wordt de flip-chip van de elektrische chip aan de optische siliciumchip toegevoegd. 16 optische modules en schakelchip Marvell Teralynx7 zijn op de printplaat met elkaar verbonden om een schakelaar te vormen, die een schakelsnelheid van 12,8 Tbps kan bereiken.
Op de OFC van dit jaar demonstreerden Broadcom en Marvell ook de nieuwste generatie 51,2 Tbps switchchips die gebruik maken van opto-elektronische co-packaging-technologie.
Van Broadcom's nieuwste generatie CPO technische details, CPO 3D-pakket door de verbetering van het proces om een hogere I/O-dichtheid te bereiken, CPO-stroomverbruik tot 5,5 W/800G, de energie-efficiëntieverhouding is zeer goed, de prestaties zijn zeer goed. Tegelijkertijd breekt Broadcom ook door naar een enkele golf van 200Gbps en 102,4T CPO.
Cisco heeft ook zijn investeringen in CPO-technologie verhoogd en een CPO-productdemonstratie gegeven tijdens de OFC van dit jaar, waarbij de accumulatie en toepassing van CPO-technologie op een meer geïntegreerde multiplexer/demultiplexer wordt getoond. Cisco zei dat het een pilot-implementatie van CPO in 51,2Tb-switches zal uitvoeren, gevolgd door grootschalige adoptie in 102,4Tb-switchcycli
Intel heeft al lang CPO-gebaseerde switches geïntroduceerd, en de afgelopen jaren is Intel blijven samenwerken met Ayar Labs om co-package signaalinterconnectieoplossingen met hogere bandbreedte te onderzoeken, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor de massaproductie van opto-elektronische co-packaging en optische interconnect-apparaten.
Hoewel inplugbare modules nog steeds de eerste keuze zijn, heeft de algehele verbetering van de energie-efficiëntie die CPO kan opleveren steeds meer fabrikanten aangetrokken. Volgens LightCounting zullen de zendingen van CPO aanzienlijk beginnen toe te nemen vanuit 800G- en 1,6T-poorten, geleidelijk commercieel beschikbaar komen van 2024 tot 2025 en een grootschalig volume vormen van 2026 tot 2027. Tegelijkertijd verwacht CIR dat de De marktopbrengsten van foto-elektrische totale verpakkingen zullen in 2027 5,4 miljard dollar bedragen.
Eerder dit jaar kondigde TSMC aan dat het de handen ineen zal slaan met Broadcom, Nvidia en andere grote klanten om gezamenlijk siliciumfotonica-technologie, gemeenschappelijke optische verpakkingscomponenten CPO en andere nieuwe producten, procestechnologie van 45 nm tot 7 nm te ontwikkelen, en zei dat de snelste tweede helft van volgend jaar begon aan de grote bestelling te voldoen, in 2025 of zo om de volumefase te bereiken.
Als een interdisciplinair technologiegebied dat fotonische apparaten, geïntegreerde schakelingen, verpakking, modellering en simulatie omvat, weerspiegelt CPO-technologie de veranderingen die door opto-elektronische fusie worden teweeggebracht, en de veranderingen die op het gebied van datatransmissie worden aangebracht, zijn ongetwijfeld subversief. Hoewel de toepassing van CPO lange tijd alleen in grote datacentra te zien zal zijn, is de CPO foto-elektrische co-seal-technologie, met de verdere uitbreiding van grote rekenkracht en hoge bandbreedtevereisten, een nieuw slagveld geworden.
Het is duidelijk dat fabrikanten die in CPO werken over het algemeen geloven dat 2025 een belangrijk knooppunt zal zijn, wat ook een knooppunt is met een wisselkoers van 102,4 Tbps, en dat de nadelen van plug-in modules verder zullen worden versterkt. Hoewel CPO-toepassingen misschien langzaam komen, is opto-elektronische co-packaging ongetwijfeld de enige manier om netwerken met hoge snelheid, hoge bandbreedte en laag vermogen te realiseren.
Posttijd: 02 april 2024