Evolusie en vordering van CPOopto-elektroniesemede-verpakkingstegnologie
Opto-elektroniese ko-verpakking is nie 'n nuwe tegnologie nie, die ontwikkeling daarvan kan teruggevoer word na die 1960's, maar tans is foto-elektriese ko-verpakking net 'n eenvoudige verpakking vanopto-elektroniese toestellesaam. Teen die 1990's, met die opkoms van dieoptiese kommunikasiemodulebedryf, het foto-elektriese ko-verpakking begin ontstaan. Met die uitbraak van hoë rekenaarkrag en hoë bandwydte-aanvraag vanjaar, het foto-elektriese ko-verpakking, en die verwante taktegnologie, weereens baie aandag gekry.
In die ontwikkeling van tegnologie het elke stadium ook verskillende vorme, van 2.5D CPO wat ooreenstem met 20/50Tb/s aanvraag, tot 2.5D Chiplet CPO wat ooreenstem met 50/100Tb/s aanvraag, en uiteindelik 3D CPO wat ooreenstem met 100Tb/s tempo, realiseer.
Die 2.5D CPO pakkette dieoptiese moduleen die netwerkskakelaar-skyfie op dieselfde substraat om die lynafstand te verkort en die I/O-digtheid te verhoog, en die 3D CPO verbind die optiese IC direk met die tussenlaag om die interkonneksie van die I/O-toonhoogte van minder as 50um te bereik. Die doel van die evolusie daarvan is baie duidelik, naamlik om die afstand tussen die fotoëlektriese omskakelingsmodule en die netwerkskakelaar-skyfie soveel as moontlik te verminder.
Tans is CPO nog in sy kinderskoene, en daar is steeds probleme soos lae opbrengs en hoë onderhoudskoste, en min vervaardigers op die mark kan CPO-verwante produkte ten volle verskaf. Slegs Broadcom, Marvell, Intel en 'n handjievol ander spelers het volledig gepatenteerde oplossings op die mark.
Marvell het verlede jaar 'n 2.5D CPO-tegnologieskakelaar bekendgestel met behulp van die VIA-LAST-proses. Nadat die silikon optiese skyfie verwerk is, word die TSV verwerk met die verwerkingsvermoë van OSAT, en dan word die elektriese skyfie-flip-skyfie by die silikon optiese skyfie gevoeg. 16 optiese modules en die skakelaarskyfie Marvell Teralynx7 word op die PCB met mekaar verbind om 'n skakelaar te vorm, wat 'n skakeltempo van 12.8 Tbps kan bereik.
By vanjaar se OFC het Broadcom en Marvell ook die nuutste generasie 51.2Tbps-skakelaarskyfies gedemonstreer met behulp van opto-elektroniese ko-verpakkingstegnologie.
Van Broadcom se nuutste generasie CPO tegniese besonderhede, CPO 3D-pakket tot die verbetering van die proses om 'n hoër I/O-digtheid te bereik, CPO-kragverbruik tot 5.5W/800G, energie-doeltreffendheidsverhouding is baie goed en werkverrigting is baie goed. Terselfdertyd breek Broadcom ook deur na 'n enkele golf van 200Gbps en 102.4T CPO.
Cisco het ook sy belegging in CPO-tegnologie verhoog en 'n CPO-produkdemonstrasie in vanjaar se OFC gedoen, wat sy CPO-tegnologie-akkumulasie en -toepassing op 'n meer geïntegreerde multiplekser/demultiplekser toon. Cisco het gesê dat hulle 'n proefontplooiing van CPO in 51.2Tb-skakelaars sal uitvoer, gevolg deur grootskaalse aanvaarding in 102.4Tb-skakelaarsiklusse.
Intel het lank reeds CPO-gebaseerde skakelaars bekendgestel, en in onlangse jare het Intel voortgegaan om met Ayar Labs saam te werk om saamgepakte hoër bandwydte seininterkonneksie-oplossings te ondersoek, wat die weg baan vir die massaproduksie van opto-elektroniese saamverpakking en optiese interkonneksie-toestelle.
Alhoewel inpropbare modules steeds die eerste keuse is, het die algehele verbetering van energie-doeltreffendheid wat CPO kan bring, al hoe meer vervaardigers gelok. Volgens LightCounting sal CPO-verskepings aansienlik begin toeneem vanaf 800G- en 1.6T-poorte, geleidelik kommersieel beskikbaar begin wees vanaf 2024 tot 2025, en 'n grootskaalse volume vorm vanaf 2026 tot 2027. Terselfdertyd verwag CIR dat die markinkomste van fotoëlektriese totale verpakking $5,4 miljard in 2027 sal bereik.
Vroeër vanjaar het TSMC aangekondig dat hulle saam met Broadcom, Nvidia en ander groot kliënte sal werk om gesamentlik silikonfotonika-tegnologie, algemene verpakkingsoptiese komponente (CPO) en ander nuwe produkte, prosestegnologie van 45nm tot 7nm te ontwikkel, en gesê dat die vinnigste tweede helfte van volgende jaar begin het om die groot bestelling te bereik, 2025 of so om die volumestadium te bereik.
As 'n interdissiplinêre tegnologieveld wat fotoniese toestelle, geïntegreerde stroombane, verpakking, modellering en simulasie behels, weerspieël CPO-tegnologie die veranderinge wat deur opto-elektroniese fusie teweeggebring is, en die veranderinge wat aan data-oordrag teweeggebring is, is ongetwyfeld subversief. Alhoewel die toepassing van CPO dalk lank net in groot datasentrums gesien sal word, het CPO fotoëlektriese ko-seëltegnologie met die verdere uitbreiding van groot rekenaarkrag en hoë bandwydtevereistes 'n nuwe slagveld geword.
Daar kan gesien word dat vervaardigers wat in CPO werk, oor die algemeen glo dat 2025 'n sleutelknoop sal wees, wat ook 'n nodus met 'n wisselkoers van 102.4Tbps is, en die nadele van inpropbare modules sal verder versterk word. Alhoewel CPO-toepassings stadig kan kom, is opto-elektroniese ko-verpakking ongetwyfeld die enigste manier om hoëspoed-, hoëbandwydte- en laekragnetwerke te bereik.
Plasingstyd: 2 April 2024