Эвалюцыя і прагрэс CPOоптыка-электронныятэхналогія 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 ўпакоўкаоптыка-электронныя прыладыразам. Да 1990-х г. з уздымам стаптычны модуль сувязіпрамысловасці пачала з'яўляцца фотаэлектрычная ўпакоўка. У сувязі з выбухам высокай вылічальнай магутнасці і высокім попытам на прапускную здольнасць у гэтым годзе, фотаэлектрычнае сумеснае ўпакоўванне і звязаныя з ім галіновыя тэхналогіі зноў атрымалі вялікую ўвагу.
У развіцці тэхналогіі кожны этап таксама мае розныя формы: ад 2.5D CPO, які адпавядае патрабаванням 20/50 Тбіт/с, да 2.5D Chiplet CPO, які адпавядае попыту 50/100 Тбіт/с, і, нарэшце, рэалізаваць 3D CPO, які адпавядае 100 Тбіт/с стаўка.
2.5D CPO пакетыаптычны 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 узроўнем, каб дасягнуць узаемасувязі кроку ўводу/вываду менш за 50 мкм. Мэта яго эвалюцыі вельмі зразумелая, якая заключаецца ў тым, каб максімальна скараціць адлегласць паміж модулям фотаэлектрычнага пераўтварэння і чыпам камутацыі сеткі.
У цяперашні час CPO усё яшчэ знаходзіцца ў зачаткавым стане, і ўсё яшчэ існуюць такія праблемы, як нізкі ўраджай і высокія выдаткі на абслугоўванне, і нешматлікія вытворцы на рынку могуць у поўнай меры прапанаваць тавары, звязаныя з CPO. Толькі Broadcom, Marvell, Intel і некалькі іншых гульцоў маюць на рынку цалкам запатэнтаваныя рашэнні.
У мінулым годзе Marvell прадставіла перамыкач тэхналогіі 2.5D CPO з выкарыстаннем працэсу VIA-LAST. Пасля апрацоўкі крэмніевага аптычнага чыпа TSV апрацоўваецца з магчымасцю апрацоўкі OSAT, а затым да крэмніевага аптычнага чыпа дадаецца перакідны электрычны чып. 16 аптычных модуляў і камутацыйная мікрасхема Marvell Teralynx7 злучаныя паміж сабой на друкаванай плаце, утвараючы камутатар, які можа дасягнуць хуткасці камутацыі 12,8 Тбіт/с.
На сёлетнім OFC Broadcom і Marvell таксама прадэманстравалі апошняе пакаленне мікрасхем камутатара 51,2 Тбіт/с з выкарыстаннем оптаэлектроннай тэхналогіі сумеснай упакоўкі.
Ад апошняга пакалення CPO тэхнічных дэталяў Broadcom, пакет CPO 3D праз удасканаленне працэсу для дасягнення больш высокай шчыльнасці ўводу-вываду, энергаспажыванне CPO да 5,5 Вт/800 Г, каэфіцыент энергаэфектыўнасці вельмі добры, прадукцыйнасць вельмі добрая. У той жа час Broadcom таксама прарываецца да адзінай хвалі 200 Гбіт / с і 102,4T CPO.
Cisco таксама павялічыла свае інвестыцыі ў тэхналогію CPO і правяла дэманстрацыю прадукту CPO на сёлетнім OFC, дэманструючы назапашванне і прымяненне тэхналогіі CPO на больш інтэграваным мультыплексары/дэмультыплексары. Cisco заявіла, што правядзе пілотнае разгортванне CPO на камутатарах 51,2 Тбіт, пасля чаго адбудзецца шырокамаштабнае ўкараненне ў цыклах камутатараў 102,4 Тбіт.
Intel даўно прадставіла камутатары на аснове CPO, і ў апошнія гады Intel працягвала працаваць з Ayar Labs для вывучэння рашэнняў для ўзаемасувязі сігналаў з больш высокай прапускной здольнасцю, што адкрывае шлях для масавай вытворчасці оптаэлектронных сумесных прылад і аптычных злучэнняў.
Хаця падключаемыя модулі па-ранейшаму з'яўляюцца першым выбарам, агульнае павышэнне энергаэфектыўнасці, якое можа прынесці CPO, прыцягвае ўсё больш і больш вытворцаў. Па дадзеных LightCounting, пастаўкі CPO пачнуць значна павялічвацца з партоў 800G і 1,6T, паступова пачнуць быць камерцыйна даступнымі з 2024 па 2025 год і сфарміруюць буйнамаштабны аб'ём з 2026 па 2027 год. У той жа час CIR чакае, што Прыбытак ад агульнай фотаэлектрычнай упакоўкі ў 2027 годзе дасягне 5,4 мільярда долараў.
Раней у гэтым годзе TSMC абвясціла, што аб'яднаецца з Broadcom, Nvidia і іншымі буйнымі кліентамі для сумеснай распрацоўкі тэхналогіі крамянёвай фатонікі, агульных аптычных кампанентаў упакоўкі CPO і іншых новых прадуктаў, тэхналагічнага працэсу ад 45 нм да 7 нм, і заявіла, што самая хуткая другая палова наступнага года пачаў выконваць вялікі заказ, 2025 або каля таго, каб дасягнуць стадыі аб'ёму.
Будучы міждысцыплінарнай тэхналагічнай сферай, якая ўключае фатонныя прылады, інтэгральныя схемы, упакоўку, мадэляванне і сімуляцыю, тэхналогія CPO адлюстроўвае змены, унесеныя оптыка-электронным сінтэзам, і змены, унесеныя ў перадачу даных, несумненна, падрыўныя. Нягледзячы на тое, што прымяненне CPO можа назірацца толькі ў буйных цэнтрах апрацоўкі дадзеных на працягу доўгага часу, з далейшым пашырэннем вялікай вылічальнай магутнасці і высокімі патрабаваннямі да прапускной здольнасці тэхналогія фотаэлектрычнага сумеснага ўшчыльнення CPO стала новым полем бітвы.
Можна заўважыць, што вытворцы, якія працуюць у CPO, звычайна лічаць, што 2025 год стане ключавым вузлом, які таксама з'яўляецца вузлом з хуткасцю абмену 102,4 Тбіт/с, і недахопы падключаемых модуляў яшчэ больш узмоцняцца. Нягледзячы на тое, што прыкладанні CPO могуць развівацца павольна, оптыка-электронная сумесная ўпакоўка, несумненна, з'яўляецца адзіным спосабам дасягнуць высокай хуткасці, высокай прапускной здольнасці і нізкай магутнасці сетак.
Час публікацыі: 2 красавіка 2024 г