Evolusi dan kemajuan teknologi co-packaging optoelektronik CPO Bagian kedua

Evolusi dan kemajuan CPOoptoelektronikteknologi pengemasan bersama

Co-packaging optoelektronik bukanlah teknologi baru, perkembangannya dapat ditelusuri kembali ke tahun 1960-an, namun saat ini, co-packaging fotolistrik hanyalah sebuah paket sederhanaperangkat optoelektronikbersama-sama. Pada tahun 1990-an, dengan munculnyamodul komunikasi optikIndustri, pengemasan bersama fotolistrik mulai bermunculan. Dengan lonjakan daya komputasi tinggi dan permintaan bandwidth yang tinggi tahun ini, pengemasan bersama fotolistrik, dan teknologi cabang terkaitnya, kembali mendapat banyak perhatian.
Dalam perkembangan teknologi, setiap tahapannya juga memiliki wujud yang berbeda-beda, mulai dari 2.5D CPO yang sesuai dengan permintaan 20/50Tb/s, hingga 2.5D Chiplet CPO yang sesuai dengan permintaan 50/100Tb/s, dan akhirnya mewujudkan 3D CPO yang sesuai dengan laju 100Tb/s.

Paket CPO 2.5D mengemasmodul optikdan chip pengalih jaringan pada substrat yang sama untuk memperpendek jarak jalur dan meningkatkan kepadatan I/O, sementara CPO 3D secara langsung menghubungkan IC optik ke lapisan perantara untuk mencapai interkoneksi jarak I/O kurang dari 50 μm. Tujuan evolusinya sangat jelas, yaitu untuk memperkecil jarak antara modul konversi fotolistrik dan chip pengalih jaringan semaksimal mungkin.
Saat ini, CPO masih dalam tahap awal, dan masih terdapat masalah seperti hasil panen yang rendah dan biaya pemeliharaan yang tinggi, serta hanya sedikit produsen di pasar yang dapat sepenuhnya menyediakan produk terkait CPO. Hanya Broadcom, Marvell, Intel, dan segelintir pemain lain yang memiliki solusi kepemilikan penuh di pasar.
Marvell memperkenalkan switch berteknologi CPO 2.5D menggunakan proses VIA-LAST tahun lalu. Setelah chip optik silikon diproses, TSV diproses dengan kemampuan pemrosesan OSAT, kemudian chip flip-chip elektrik ditambahkan ke chip optik silikon. Sebanyak 16 modul optik dan chip switching Marvell Teralynx7 saling terhubung pada PCB untuk membentuk sebuah switch, yang dapat mencapai kecepatan switching 12,8Tbps.

Pada OFC tahun ini, Broadcom dan Marvell juga mendemonstrasikan generasi terbaru chip switch 51,2Tbps yang menggunakan teknologi pengemasan bersama optoelektronik.
Dari detail teknis CPO generasi terbaru Broadcom, paket CPO 3D telah disempurnakan melalui proses untuk mencapai kepadatan I/O yang lebih tinggi. Konsumsi daya CPO mencapai 5,5W/800G, dan rasio efisiensi energi menunjukkan kinerja yang sangat baik. Di saat yang sama, Broadcom juga sedang mencapai gelombang tunggal 200Gbps dan kapasitas CPO 102,4T.
Cisco juga telah meningkatkan investasinya dalam teknologi CPO, dan melakukan demonstrasi produk CPO di OFC tahun ini, yang menunjukkan akumulasi dan penerapan teknologi CPO pada multiplexer/demultiplexer yang lebih terintegrasi. Cisco menyatakan akan melakukan uji coba penerapan CPO pada switch 51,2Tb, diikuti dengan adopsi skala besar dalam siklus switch 102,4Tb.
Intel telah lama memperkenalkan switch berbasis CPO, dan dalam beberapa tahun terakhir Intel terus bekerja sama dengan Ayar Labs untuk mengeksplorasi solusi interkoneksi sinyal bandwidth yang lebih tinggi yang dikemas bersama, membuka jalan bagi produksi massal perangkat pengemasan bersama optoelektronik dan interkoneksi optik.
Meskipun modul yang dapat dicolokkan masih menjadi pilihan utama, peningkatan efisiensi energi yang ditawarkan CPO secara keseluruhan telah menarik semakin banyak produsen. Menurut LightCounting, pengiriman CPO akan mulai meningkat secara signifikan mulai dari port 800G dan 1,6T, secara bertahap mulai tersedia secara komersial dari tahun 2024 hingga 2025, dan membentuk volume skala besar dari tahun 2026 hingga 2027. Di saat yang sama, CIR memperkirakan pendapatan pasar dari kemasan total fotolistrik akan mencapai $5,4 miliar pada tahun 2027.

Awal tahun ini, TSMC mengumumkan bahwa mereka akan bergabung dengan Broadcom, Nvidia, dan pelanggan besar lainnya untuk bersama-sama mengembangkan teknologi fotonik silikon, komponen optik kemasan umum CPO, dan produk baru lainnya, teknologi proses dari 45 nm hingga 7 nm, dan mengatakan bahwa paruh kedua tahun depan paling cepat mulai memenuhi pesanan besar, sekitar tahun 2025 untuk mencapai tahap volume.
Sebagai bidang teknologi interdisipliner yang melibatkan perangkat fotonik, sirkuit terpadu, pengemasan, pemodelan, dan simulasi, teknologi CPO mencerminkan perubahan yang dibawa oleh fusi optoelektronik, dan perubahan yang dibawa ke transmisi data tidak diragukan lagi bersifat subversif. Meskipun penerapan CPO mungkin hanya terlihat di pusat data besar untuk waktu yang lama, dengan semakin meluasnya daya komputasi yang besar dan kebutuhan bandwidth yang tinggi, teknologi co-seal fotolistrik CPO telah menjadi medan pertempuran baru.
Terlihat bahwa produsen yang bergerak di bidang CPO umumnya percaya bahwa tahun 2025 akan menjadi simpul kunci, yang juga merupakan simpul dengan nilai tukar 102,4Tbps, dan kekurangan modul yang dapat dicolokkan akan semakin diperparah. Meskipun aplikasi CPO mungkin datang perlahan, co-packaging opto-elektronik tidak diragukan lagi merupakan satu-satunya cara untuk mencapai jaringan berkecepatan tinggi, bandwidth tinggi, dan berdaya rendah.