CPO optoelektroniskās kopiepakošanas tehnoloģijas attīstība un attīstība Otrā daļa

CPO evolūcija un progressoptoelektroniskākopiepakošanas tehnoloģija

Optoelektroniskā kopiepakošana nav jauna tehnoloģija, tās attīstību var izsekot pagājušā gadsimta 60. gados, taču šobrīd fotoelektriskais kopiepakojums ir tikai vienkāršaoptoelektroniskās ierīceskopā. Līdz 90. gadiem, pieaugotoptisko sakaru modulisrūpniecībā sāka parādīties fotoelektriskais iepakojums. Ņemot vērā lielo skaitļošanas jaudu un lielo joslas platuma pieprasījumu šogad, fotoelektriskais kopiepakojums un ar to saistītās nozares tehnoloģijas atkal ir saņēmušas lielu uzmanību.
Tehnoloģiju attīstībā katram posmam ir arī dažādas formas, sākot no 2,5D CPO, kas atbilst 20/50Tb/s pieprasījumam, līdz 2,5D Chiplet CPO, kas atbilst 50/100Tb/s pieprasījumam, un visbeidzot realizēt 3D CPO, kas atbilst 100Tb/s. likme.

2.5D CPO iepakooptiskais modulisun tīkla slēdža mikroshēmu uz tā paša substrāta, lai saīsinātu līnijas attālumu un palielinātu I/O blīvumu, un 3D CPO tieši savieno optisko IC ar starpslāni, lai panāktu I/O soli, kas ir mazāks par 50um, starpsavienojumu. Tās evolūcijas mērķis ir ļoti skaidrs, proti, cik vien iespējams samazināt attālumu starp fotoelektrisko pārveidošanas moduli un tīkla komutācijas mikroshēmu.
Pašlaik CPO joprojām ir sākumstadijā, un joprojām pastāv problēmas, piemēram, zema raža un augstas uzturēšanas izmaksas, un daži ražotāji tirgū var pilnībā nodrošināt ar CPO saistītus produktus. Tikai Broadcom, Marvell, Intel un nedaudziem citiem spēlētājiem tirgū ir pilnībā patentēti risinājumi.
Marvell pagājušajā gadā ieviesa 2.5D CPO tehnoloģijas slēdzi, izmantojot VIA-LAST procesu. Pēc silīcija optiskās mikroshēmas apstrādes TSV tiek apstrādāts ar OSAT apstrādes iespējām, un pēc tam silīcija optiskajai mikroshēmai tiek pievienota elektriskā mikroshēma. 16 optiskie moduļi un komutācijas mikroshēma Marvell Teralynx7 ir savstarpēji savienoti uz PCB, lai izveidotu slēdzi, kas var sasniegt 12,8 Tbps pārslēgšanās ātrumu.

Šī gada OFC izstādē Broadcom un Marvell demonstrēja arī jaunākās paaudzes 51,2 Tbps slēdžu mikroshēmas, izmantojot optoelektronisko koppakojuma tehnoloģiju.
No Broadcom jaunākās paaudzes CPO tehniskajām detaļām, CPO 3D paketes, uzlabojot procesu, lai sasniegtu lielāku I / O blīvumu, CPO enerģijas patēriņš līdz 5,5 W/800G, energoefektivitātes koeficients ir ļoti labs sniegums ir ļoti labs. Tajā pašā laikā Broadcom arī izlaužas uz vienu 200 Gbps un 102,4 T CPO vilni.
Cisco ir arī palielinājis savus ieguldījumus CPO tehnoloģijā un veicis CPO produkta demonstrāciju šī gada OFC, parādot tās CPO tehnoloģijas uzkrāšanos un pielietojumu integrētākā multipleksētājā/demultiplekserā. Cisco paziņoja, ka tā veiks CPO izmēģinājuma izvietošanu 51,2 Tb slēdžos, kam sekos liela mēroga ieviešana 102,4 Tb slēdžu ciklos.
Intel jau sen ir ieviesis uz CPO balstītus slēdžus, un pēdējos gados Intel ir turpinājis sadarboties ar Ayar Labs, lai izpētītu plašākas joslas platuma signālu starpsavienojumu risinājumus, paverot ceļu optoelektronisko koppakojuma un optisko starpsavienojumu ierīču masveida ražošanai.
Lai gan pieslēdzamie moduļi joprojām ir pirmā izvēle, kopējais energoefektivitātes uzlabojums, ko var nodrošināt CPO, ir piesaistījis arvien vairāk ražotāju. Saskaņā ar LightCounting datiem, CPO sūtījumi sāks ievērojami palielināties no 800G un 1,6T portiem, pakāpeniski sāks būt komerciāli pieejami no 2024. līdz 2025. gadam un veidos liela mēroga apjomu no 2026. līdz 2027. gadam. Tajā pašā laikā CIR sagaida, ka tirgus ieņēmumi no kopējā fotoelektriskā iepakojuma sasniegs 5,4 miljardus USD 2027. gadā.

Šī gada sākumā TSMC paziņoja, ka sadarbosies ar Broadcom, Nvidia un citiem lieliem klientiem, lai kopīgi izstrādātu silīcija fotonikas tehnoloģiju, kopīgus iepakojuma optiskos komponentus CPO un citus jaunus produktus, procesa tehnoloģiju no 45 nm līdz 7 nm, un teica, ka ātrākā otrā puse. no nākamā gada sāka izpildīt lielo pasūtījumu, 2025 vai tā, lai sasniegtu apjoma posmu.
Kā starpdisciplināra tehnoloģiju joma, kas ietver fotoniskās ierīces, integrālās shēmas, iepakošanu, modelēšanu un simulāciju, CPO tehnoloģija atspoguļo izmaiņas, ko radījusi optoelektroniskā kodolsintēze, un izmaiņas, ko rada datu pārraide, neapšaubāmi ir graujošas. Lai gan CPO pielietojumu var redzēt tikai lielos datu centros ilgu laiku, palielinoties lielajai skaitļošanas jaudai un augstām joslas platuma prasībām, CPO fotoelektriskā kopblīvējuma tehnoloģija ir kļuvusi par jaunu kaujas lauku.
Redzams, ka CPO strādājošie ražotāji kopumā uzskata, ka 2025. gads būs galvenais mezgls, kas ir arī mezgls ar maiņas kursu 102.4Tbps, un pieslēdzamo moduļu trūkumi tiks vēl vairāk pastiprināti. Lai gan CPO lietojumprogrammas var parādīties lēni, optoelektroniskā kopiepakošana neapšaubāmi ir vienīgais veids, kā sasniegt lielu ātrumu, lielu joslas platumu un mazjaudas tīklus.