Utvikling og fremgang av CPO optoelektronisk sampakkingsteknologi Del to

Utvikling og fremgang av CPOoptoelektronisksampakkingsteknologi

Optoelektronisk sampakking er ikke en ny teknologi, utviklingen kan spores tilbake til 1960-tallet, men på dette tidspunktet er fotoelektrisk sampakking bare en enkel pakke avoptoelektroniske enhetersammen. På 1990-tallet, med fremveksten avoptisk kommunikasjonsmodulI industrien begynte fotoelektrisk sampakking å dukke opp. Med den økende etterspørselen etter høy datakraft og båndbredde i år har fotoelektrisk sampakking og relatert teknologibransje nok en gang fått mye oppmerksomhet.
I teknologiutviklingen har hvert trinn også forskjellige former, fra 2,5D CPO som tilsvarer 20/50 Tb/s etterspørsel, til 2,5D Chiplet CPO som tilsvarer 50/100 Tb/s etterspørsel, og til slutt realiserer 3D CPO som tilsvarer 100 Tb/s hastighet.

2.5D CPO-pakkeneoptisk modulog nettverksbryterbrikken på samme substrat for å forkorte linjeavstanden og øke I/O-tettheten, og 3D CPO kobler den optiske IC-en direkte til mellomlaget for å oppnå en sammenkobling av I/O-pitchen på mindre enn 50 µm. Målet med utviklingen er veldig tydelig, som er å redusere avstanden mellom den fotoelektriske konverteringsmodulen og nettverksbryterbrikken så mye som mulig.
For tiden er CPO fortsatt i sin spede begynnelse, og det er fortsatt problemer som lav avkastning og høye vedlikeholdskostnader, og få produsenter på markedet kan tilby CPO-relaterte produkter fullt ut. Bare Broadcom, Marvell, Intel og en håndfull andre aktører har helt proprietære løsninger på markedet.
Marvell introduserte en 2.5D CPO-teknologibryter ved hjelp av VIA-LAST-prosessen i fjor. Etter at den optiske silisiumbrikken er behandlet, behandles TSV med behandlingskapasiteten til OSAT, og deretter legges den elektriske brikkens flip-chip til den optiske silisiumbrikken. 16 optiske moduler og bryterbrikken Marvell Teralynx7 er koblet sammen på PCB-en for å danne en bryter, som kan oppnå en bryterhastighet på 12,8 Tbps.

På årets OFC demonstrerte Broadcom og Marvell også den nyeste generasjonen av 51,2 Tbps svitsjbrikker ved hjelp av optoelektronisk sampakketeknologi.
Fra Broadcoms nyeste generasjon av tekniske detaljer for CPO, CPO 3D-pakke til forbedring av prosessen for å oppnå en høyere I/O-tetthet, CPO-strømforbruk til 5,5 W/800 G, energieffektivitetsforholdet er veldig bra og ytelsen er veldig god. Samtidig bryter Broadcom også gjennom til en enkelt bølge på 200 Gbps og 102,4 T CPO.
Cisco har også økt investeringen i CPO-teknologi, og har holdt en CPO-produktdemonstrasjon på årets OFC, som viser akkumulering og anvendelse av CPO-teknologien på en mer integrert multiplekser/demultiplekser. Cisco sa at de vil gjennomføre en pilotutrulling av CPO i 51,2 TB svitsjer, etterfulgt av storskala adopsjon i 102,4 TB svitsjesykluser.
Intel har lenge introdusert CPO-baserte svitsjer, og de siste årene har Intel fortsatt å samarbeide med Ayar Labs for å utforske sampakkede signalforbindelsesløsninger med høyere båndbredde, noe som baner vei for masseproduksjon av optoelektronisk sampakking og optiske sammenkoblingsenheter.
Selv om pluggbare moduler fortsatt er førstevalget, har den generelle forbedringen av energieffektiviteten som CPO kan gi tiltrukket seg flere og flere produsenter. Ifølge LightCounting vil CPO-forsendelsene begynne å øke betydelig fra 800G- og 1,6T-porter, gradvis begynne å bli kommersielt tilgjengelige fra 2024 til 2025, og danne et storskala volum fra 2026 til 2027. Samtidig forventer CIR at markedsinntektene for fotoelektrisk totalpakking vil nå 5,4 milliarder dollar i 2027.

Tidligere i år annonserte TSMC at de vil slå seg sammen med Broadcom, Nvidia og andre store kunder for å i fellesskap utvikle silisiumfotonikkteknologi, vanlige optiske pakkekomponenter for CPO og andre nye produkter, prosessteknologi fra 45nm til 7nm, og sa at den raskeste andre halvdelen av neste år begynte å møte den store ordren, 2025 eller så for å nå volumstadiet.
Som et tverrfaglig teknologifelt som involverer fotoniske enheter, integrerte kretser, pakking, modellering og simulering, gjenspeiler CPO-teknologi endringene som optoelektronisk fusjon har medført, og endringene som er medført i dataoverføring er utvilsomt subversive. Selv om anvendelsen av CPO kanskje bare vil sees i store datasentre i lang tid, har CPO fotoelektrisk samforseglingsteknologi blitt en ny slagmark med den ytterligere utvidelsen av stor datakraft og høye båndbreddekrav.
Det kan sees at produsenter som jobber med CPO generelt tror at 2025 vil være en nøkkelnode, som også er en node med en vekslingskurs på 102,4 Tbps, og ulempene med pluggbare moduler vil bli ytterligere forsterket. Selv om CPO-applikasjoner kan komme sakte, er optoelektronisk sampakking utvilsomt den eneste måten å oppnå nettverk med høy hastighet, høy båndbredde og lavt strømforbruk.