Evolução e progresso da tecnologia de co-embalagem optoeletrônica CPO Parte dois

Evolução e progresso do CPOoptoeletrônicotecnologia de co-embalagem

A co-embalagem optoeletrônica não é uma tecnologia nova, seu desenvolvimento remonta à década de 1960, mas neste momento, a co-embalagem fotoelétrica é apenas um simples pacote dedispositivos optoeletrônicosjunto. Na década de 1990, com a ascensão domódulo de comunicação ópticaindústria, as copackaging fotoelétricas começaram a surgir. Com a explosão do alto poder de computação e da alta demanda de largura de banda neste ano, a co-embalagem fotoelétrica e sua tecnologia de ramo relacionada receberam mais uma vez muita atenção.
No desenvolvimento da tecnologia, cada estágio também possui diferentes formas, desde CPO 2,5D correspondente à demanda de 20/50Tb/s, até CPO Chiplet 2,5D correspondente à demanda de 50/100Tb/s, e finalmente realizar CPO 3D correspondente a 100Tb/s avaliar.

O CPO 2.5D empacota omódulo ópticoe o chip de switch de rede no mesmo substrato para encurtar a distância da linha e aumentar a densidade de E/S, e o CPO 3D conecta diretamente o IC óptico à camada intermediária para obter a interconexão do passo de E/S inferior a 50um. O objetivo de sua evolução é muito claro, que é reduzir ao máximo a distância entre o módulo de conversão fotoelétrica e o chip de comutação de rede.
Actualmente, o CPO ainda está na sua infância e ainda existem problemas como baixo rendimento e elevados custos de manutenção, e poucos fabricantes no mercado podem fornecer produtos totalmente relacionados com o CPO. Apenas Broadcom, Marvell, Intel e alguns outros players possuem soluções totalmente proprietárias no mercado.
A Marvell introduziu um switch de tecnologia CPO 2,5D usando o processo VIA-LAST no ano passado. Depois que o chip óptico de silício é processado, o TSV é processado com a capacidade de processamento do OSAT e, em seguida, o chip flip-chip elétrico é adicionado ao chip óptico de silício. 16 módulos ópticos e chip de comutação Marvell Teralynx7 são interconectados no PCB para formar um switch, que pode atingir uma taxa de comutação de 12,8 Tbps.

Na OFC deste ano, a Broadcom e a Marvell também demonstraram a última geração de chips switch de 51,2 Tbps usando tecnologia de co-packaging optoeletrônico.
Desde a última geração de detalhes técnicos de CPO da Broadcom, pacote CPO 3D através da melhoria do processo para alcançar uma maior densidade de E/S, consumo de energia CPO para 5,5W/800G, índice de eficiência energética é muito bom, o desempenho é muito bom. Ao mesmo tempo, a Broadcom também está avançando para uma única onda de 200 Gbps e 102,4 T CPO.
A Cisco também aumentou seu investimento em tecnologia CPO e fez uma demonstração do produto CPO na OFC deste ano, mostrando seu acúmulo e aplicação de tecnologia CPO em um multiplexador/demultiplexador mais integrado. A Cisco disse que conduzirá uma implantação piloto de CPO em switches de 51,2 TB, seguida pela adoção em larga escala em ciclos de switch de 102,4 TB
A Intel há muito tempo introduziu switches baseados em CPO e, nos últimos anos, continuou a trabalhar com a Ayar Labs para explorar soluções empacotadas de interconexão de sinais de maior largura de banda, abrindo caminho para a produção em massa de embalagens optoeletrônicas e dispositivos de interconexão óptica.
Embora os módulos conectáveis ​​ainda sejam a primeira escolha, a melhoria geral da eficiência energética que o CPO pode trazer tem atraído cada vez mais fabricantes. De acordo com a LightCounting, as remessas de CPO começarão a aumentar significativamente a partir das portas 800G e 1,6T, gradualmente começarão a estar comercialmente disponíveis de 2024 a 2025 e formarão um volume em grande escala de 2026 a 2027. Ao mesmo tempo, o CIR espera que o a receita do mercado de embalagens fotoelétricas totais atingirá US$ 5,4 bilhões em 2027.

No início deste ano, a TSMC anunciou que se uniria à Broadcom, Nvidia e outros grandes clientes para desenvolver em conjunto tecnologia fotônica de silício, componentes ópticos de embalagem comuns CPO e outros novos produtos, tecnologia de processo de 45nm a 7nm, e disse que o segundo semestre mais rápido do próximo ano começou a atender o grande pedido, 2025 ou mais para atingir o estágio de volume.
Como um campo tecnológico interdisciplinar que envolve dispositivos fotônicos, circuitos integrados, empacotamento, modelagem e simulação, a tecnologia CPO reflete as mudanças trazidas pela fusão optoeletrônica, e as mudanças trazidas à transmissão de dados são, sem dúvida, subversivas. Embora a aplicação do CPO só possa ser vista em grandes data centers por um longo tempo, com a expansão adicional do grande poder de computação e dos altos requisitos de largura de banda, a tecnologia de co-selagem fotoelétrica CPO tornou-se um novo campo de batalha.
Percebe-se que os fabricantes que trabalham em CPO geralmente acreditam que 2025 será um nó chave, que também é um nó com taxa de câmbio de 102,4 Tbps, e as desvantagens dos módulos conectáveis ​​serão ainda mais amplificadas. Embora as aplicações de CPO possam surgir lentamente, o co-empacotamento optoeletrônico é, sem dúvida, a única maneira de alcançar redes de alta velocidade, alta largura de banda e baixo consumo de energia.