CPO օպտոէլեկտրոնային համատեղ փաթեթավորման տեխնոլոգիայի զարգացումը և առաջընթացը, մաս երկրորդ

CPO-ի զարգացումը և զարգացումըօպտոէլեկտրոնայինհամատեղ փաթեթավորման տեխնոլոգիա

Օպտոէլեկտրոնային համատեղ փաթեթավորումը նոր տեխնոլոգիա չէ, դրա զարգացումը կարելի է հետագծել դեռևս 1960-ական թվականներին, բայց այս պահին ֆոտոէլեկտրական համատեղ փաթեթավորումը պարզապես փաթեթավորման պարզ ձև է։օպտոէլեկտրոնային սարքերմիասին։ 1990-ականներին, վերելքի հետ մեկտեղօպտիկական կապի մոդուլարդյունաբերության մեջ սկսեց ի հայտ գալ ֆոտոէլեկտրական համատեղ փաթեթավորումը: Այս տարի բարձր հաշվողական հզորության և բարձր թողունակության պահանջարկի աճի հետ մեկտեղ, ֆոտոէլեկտրական համատեղ փաթեթավորումը և դրա հետ կապված ճյուղային տեխնոլոգիան կրկին մեծ ուշադրության են արժանացել:
Տեխնոլոգիայի զարգացման ընթացքում յուրաքանչյուր փուլ ունի նաև տարբեր ձևեր՝ սկսած 20/50 Տբ/վ պահանջարկին համապատասխանող 2.5D CPO-ից մինչև 50/100 Տբ/վ պահանջարկին համապատասխանող 2.5D Chiplet CPO, և վերջապես՝ 100 Տբ/վ արագությանը համապատասխանող 3D CPO-ի իրականացում։

2.5D CPO-ն փաթեթավորում էօպտիկական մոդուլև ցանցային կոմուտատորի չիպը նույն հիմքի վրա՝ գծի հեռավորությունը կրճատելու և I/O խտությունը մեծացնելու համար, իսկ 3D CPO-ն օպտիկական ինտեգրալ սխեման անմիջապես միացնում է միջանկյալ շերտին՝ I/O քայլի փոխկապակցվածությունը 50 մկմ-ից պակաս ապահովելու համար: Դրա զարգացման նպատակը շատ պարզ է. այն է հնարավորինս կրճատել ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման մոդուլի և ցանցային կոմուտատորի չիպի միջև հեռավորությունը:
Ներկայումս CPO-ն դեռևս սկզբնական փուլում է, և դեռևս կան խնդիրներ, ինչպիսիք են ցածր արտադրողականությունը և բարձր սպասարկման ծախսերը, և շուկայում քիչ արտադրողներ են կարող լիովին ապահովել CPO-ին վերաբերող արտադրանք: Միայն Broadcom-ը, Marvell-ը, Intel-ը և մի քանի այլ խաղացողներ ունեն շուկայում լիովին սեփական լուծումներ:
Անցյալ տարի Marvell-ը ներկայացրեց 2.5D CPO տեխնոլոգիայի անջատիչ՝ օգտագործելով VIA-LAST գործընթացը: Սիլիկոնային օպտիկական չիպի մշակումից հետո TSV-ն մշակվում է OSAT-ի մշակման հնարավորությամբ, որից հետո էլեկտրական չիպի flip-chip-ը ավելացվում է սիլիկոնային օպտիկական չիպին: 16 օպտիկական մոդուլները և Marvell Teralynx7 անջատիչ չիպը միացված են PCB-ի վրա՝ անջատիչ ստեղծելու համար, որը կարող է հասնել 12.8 Տբ/վրկ անջատման արագության:

Այս տարվա OFC-ում Broadcom-ը և Marvell-ը ցուցադրեցին նաև օպտոէլեկտրոնային համատեղ փաթեթավորման տեխնոլոգիա օգտագործող 51.2 Տբ/վրկ արագությամբ կոմուտատորային չիպերի վերջին սերունդը։
Broadcom-ի CPO տեխնիկական մանրամասների վերջին սերնդից, CPO 3D փաթեթը, գործընթացի կատարելագործման միջոցով, ավելի բարձր I/O խտության հասնելու համար, CPO էներգիայի սպառումը մինչև 5.5W/800G, էներգաարդյունավետության հարաբերակցությունը շատ լավն է, կատարողականը շատ լավն է: Միևնույն ժամանակ, Broadcom-ը նաև անցնում է 200Gbps և 102.4T CPO մեկ ալիքի:
Cisco-ն նաև մեծացրել է CPO տեխնոլոգիայի մեջ իր ներդրումները և այս տարվա OFC-ում ցուցադրել է CPO արտադրանքը՝ ցույց տալով իր CPO տեխնոլոգիայի կուտակումը և կիրառումը ավելի ինտեգրված մուլտիպլեքսերի/դեմուլտիպլեքսերի վրա: Cisco-ն հայտարարել է, որ կիրականացնի CPO-ի փորձնական տեղակայում 51.2 ՏԲ կոմուտատորներում, որին կհաջորդի լայնածավալ կիրառում 102.4 ՏԲ կոմուտատորների ցիկլերում:
Intel-ը վաղուց է ներկայացրել CPO-ի վրա հիմնված կոմուտատորներ, և վերջին տարիներին Intel-ը շարունակել է համագործակցել Ayar Labs-ի հետ՝ ուսումնասիրելու բարձր թողունակության ազդանշանների փոխկապակցման լուծումներ, որոնք հիմք են հանդիսանում օպտոէլեկտրոնային համատեղ փաթեթավորման և օպտիկական փոխկապակցման սարքերի զանգվածային արտադրության համար։
Չնայած միացվող մոդուլները դեռևս առաջին ընտրությունն են, CPO-ի կողմից ապահովվող ընդհանուր էներգաարդյունավետության բարելավումը գրավել է ավելի ու ավելի շատ արտադրողների: LightCounting-ի տվյալներով՝ CPO-ի առաքումները կսկսեն զգալիորեն աճել 800G և 1.6T միացքներից, աստիճանաբար կսկսեն առևտրային հասանելի լինել 2024-ից 2025 թվականներին և կկազմեն մեծածավալ ծավալ 2026-ից 2027 թվականներին: Միևնույն ժամանակ, CIR-ը կանխատեսում է, որ ֆոտոէլեկտրական ընդհանուր փաթեթավորման շուկայական եկամուտը 2027 թվականին կհասնի 5.4 միլիարդ դոլարի:

Այս տարվա սկզբին TSMC-ն հայտարարեց, որ կմիավորի Broadcom-ի, Nvidia-ի և այլ խոշոր հաճախորդների հետ՝ համատեղ մշակելու սիլիցիումային ֆոտոնիկայի տեխնոլոգիա, ընդհանուր փաթեթավորման օպտիկական բաղադրիչներ CPO և այլ նոր արտադրանք, 45 նմ-ից մինչև 7 նմ տեխնոլոգիական գործընթացներ, և նշեց, որ հաջորդ տարվա երկրորդ կեսին մեծ պատվերների բավարարումը կսկսվի մոտ 2025 թվականին՝ ծավալային փուլին հասնելու համար։
Որպես ֆոտոնային սարքեր, ինտեգրալ սխեմաներ, փաթեթավորում, մոդելավորում և սիմուլյացիա ներառող միջառարկայական տեխնոլոգիական ոլորտ, CPO տեխնոլոգիան արտացոլում է օպտոէլեկտրոնային միաձուլման հետևանքով առաջացած փոփոխությունները, և տվյալների փոխանցման մեջ առաջացած փոփոխությունները, անկասկած, հակադարձ են։ Չնայած CPO-ի կիրառումը երկար ժամանակ կարող է տեսանելի լինել միայն խոշոր տվյալների կենտրոններում, մեծ հաշվողական հզորության հետագա ընդլայնման և բարձր թողունակության պահանջների հետ մեկտեղ, CPO ֆոտոէլեկտրական համատեղ կնքման տեխնոլոգիան դարձել է նոր մարտադաշտ։
Կարելի է տեսնել, որ CPO-ում աշխատող արտադրողները ընդհանուր առմամբ կարծում են, որ 2025 թվականը կլինի հիմնական հանգույց, որը նաև 102.4 Տբ/վ փոխարժեքով հանգույց է, և միացվող մոդուլների թերությունները ավելի կխորանան: Չնայած CPO կիրառությունները կարող են դանդաղորեն զարգանալ, օպտոէլեկտրոնային համատեղ փաթեթավորումը, անկասկած, բարձր արագությամբ, բարձր թողունակությամբ և ցածր հզորության ցանցերին հասնելու միակ միջոցն է: