Эвалюцыя і прагрэс CPOоптаэлектронныятэхналогія сумеснай упакоўкі
Оптаэлектронная сумесная ўпакоўка — гэта не новая тэхналогія, яе развіццё можна прасачыць з 1960-х гадоў, але ў цяперашні час фотаэлектрычная сумесная ўпакоўка — гэта простая ўпакоўка...оптаэлектронныя прыладыразам. Да 1990-х гадоў, з уздымаммодуль аптычнай сувязіУ гэтай галіне пачала з'яўляцца фотаэлектрычная капапакоўка. З ростам попыту на высокую вылічальную магутнасць і высокую прапускную здольнасць у гэтым годзе фотаэлектрычная капапакоўка і звязаныя з ёй галіновыя тэхналогіі зноў прыцягнулі вялікую ўвагу.
У развіцці тэхналогій кожны этап таксама мае розныя формы, ад 2.5D CPO, які адпавядае патрабаванням 20/50 Тбіт/с, да 2.5D Chiplet CPO, які адпавядае патрабаванням 50/100 Тбіт/с, і, нарэшце, да рэалізацыі 3D CPO, які адпавядае хуткасці 100 Тбіт/с.
2.5D CPO камплектуеаптычны модульі чып сеткавага камутатара на той жа падкладцы, каб скараціць адлегласць лініі і павялічыць шчыльнасць уводу/вываду, а 3D CPO непасрэдна злучае аптычную мікрасхему з прамежкавым пластом, каб дасягнуць узаемасувязі з крокам уводу/вываду менш за 50 мкм. Мэта яго эвалюцыі вельмі зразумелая: максімальна скараціць адлегласць паміж модулем фотаэлектрычнага пераўтварэння і чыпам сеткавага камутатара.
У цяперашні час CPO ўсё яшчэ знаходзіцца ў зачаткавым стане, і ўсё яшчэ існуюць такія праблемы, як нізкая прыбытковасць і высокія выдаткі на абслугоўванне, і толькі некалькі вытворцаў на рынку могуць цалкам забяспечыць прадукты, звязаныя з CPO. Толькі Broadcom, Marvell, Intel і некалькі іншых гульцоў маюць цалкам запатэнтаваныя рашэнні на рынку.
У мінулым годзе кампанія Marvell прадставіла камутатар з тэхналогіяй 2.5D CPO, выраблены з выкарыстаннем працэсу VIA-LAST. Пасля апрацоўкі крэмніевага аптычнага чыпа, TSV апрацоўваецца з выкарыстаннем магчымасцей OSAT, а затым да крэмніевага аптычнага чыпа дадаецца электрычны фліп-чып. 16 аптычных модуляў і камутацыйны чып Marvell Teralynx7 злучаны на друкаванай плаце, утвараючы камутатар, які можа дасягнуць хуткасці пераключэння 12,8 Тбіт/с.
На сёлетняй канферэнцыі OFC кампаніі Broadcom і Marvell таксама прадэманстравалі найноўшае пакаленне камутацыйных чыпаў з прапускной здольнасцю 51,2 Тбіт/с, якія выкарыстоўваюць тэхналогію оптаэлектроннага сумеснага ўпакавання.
Ад найноўшага пакалення тэхнічных дэталяў CPO ад Broadcom, пакета CPO 3D, праз удасканаленне працэсу для дасягнення больш высокай шчыльнасці ўводу/вываду, спажывання энергіі CPO да 5,5 Вт/800 Гбіт/с, каэфіцыента энергаэфектыўнасці вельмі добрай прадукцыйнасці. У той жа час Broadcom таксама прарываецца да адзінай хвалі CPO 200 Гбіт/с і 102,4 Тбіт/с.
Cisco таксама павялічыла свае інвестыцыі ў тэхналогію CPO і правяла дэманстрацыю прадукту CPO на сёлетняй канферэнцыі OFC, прадэманстраваўшы назапашаныя тэхналогіі CPO і іх прымяненне на больш інтэграваным мультыплексары/дэмультыплексары. Cisco заявіла, што правядзе пілотнае разгортванне CPO ў камутатарах ёмістасцю 51,2 Тбіт/с, а затым пачне масавае ўкараненне ў цыклах камутатараў ёмістасцю 102,4 Тбіт/с.
Intel ужо даўно прадставіла камутатары на базе CPO, і ў апошнія гады Intel працягвае супрацоўнічаць з Ayar Labs над вывучэннем рашэнняў для ўзаемадзеяння сігналаў з большай прапускной здольнасцю ў сумесным пакеце, што адкрывае шлях для масавай вытворчасці оптаэлектронных прылад у сумесным пакеце і аптычных узаемасувяз.
Нягледзячы на тое, што падключаемыя модулі па-ранейшаму застаюцца асноўным выбарам, агульнае паляпшэнне энергаэфектыўнасці, якое можа прынесці CPO, прыцягвае ўсё больш вытворцаў. Паводле звестак LightCounting, пастаўкі CPO пачнуць значна павялічвацца з партоў 800G і 1.6T, паступова пачнуць камерцыйна даступныя з 2024 па 2025 год і сфарміруюць вялікі аб'ём з 2026 па 2027 год. У той жа час CIR чакае, што рынкавы даход ад фотаэлектрычнай упакоўкі дасягне 5,4 мільярда долараў у 2027 годзе.
Раней у гэтым годзе TSMC абвясціла, што сумесна з Broadcom, Nvidia і іншымі буйнымі кліентамі распрацуе тэхналогію крэмніевай фатонікі, аптычныя кампаненты агульнай упакоўкі CPO і іншыя новыя прадукты, тэхналогію працэсаў ад 45 нм да 7 нм, і заявіла, што самая хуткая другая палова наступнага года пачне задавальняць вялікія заказы, а аб'ёмныя аб'ёмы будуць дасягнуты прыкладна ў 2025 годзе.
Як міждысцыплінарная тэхналагічная вобласць, якая ўключае фатоннія прылады, інтэгральныя схемы, упакоўку, мадэляванне і сімуляцыю, тэхналогія CPO адлюстроўвае змены, прынесеныя оптаэлектронным сінтэзам, і змены, прынесеныя ў перадачу дадзеных, несумненна, з'яўляюцца падрыўнымі. Нягледзячы на тое, што прымяненне CPO можа назірацца толькі ў буйных цэнтрах апрацоўкі дадзеных на працягу доўгага часу, з далейшым пашырэннем вялікіх вылічальных магутнасцей і высокімі патрабаваннямі да прапускной здольнасці тэхналогія фотаэлектрычнага сумеснага ўшчыльнення CPO стала новым полем бою.
Відаць, што вытворцы, якія працуюць у CPO, у цэлым лічаць, што 2025 год стане ключавым вузлом, які таксама з'яўляецца вузлом з хуткасцю абмену 102,4 Тбіт/с, і недахопы падключаемых модуляў будуць яшчэ больш узмацняцца. Нягледзячы на тое, што прымяненне CPO можа з'яўляцца павольна, оптаэлектроннае сумеснае ўпакаванне, несумненна, з'яўляецца адзіным спосабам дасягнення высакахуткасных, высокапрапускных і нізкаэнергетычных сетак.
Час публікацыі: 02 красавіка 2024 г.