Evolusi dan perkembangan CPOoptoelektronikteknologi pengemasan bersama
Pengemasan bersama optoelektronik bukanlah teknologi baru, perkembangannya dapat ditelusuri kembali ke tahun 1960-an, tetapi saat ini, pengemasan bersama fotolistrik hanyalah kemasan sederhana dariperangkat optoelektronikbersama-sama. Pada tahun 1990-an, dengan munculnyamodul komunikasi optikDalam industri ini, pengemasan fotolistrik mulai muncul. Dengan meledaknya permintaan daya komputasi tinggi dan bandwidth tinggi tahun ini, pengemasan fotolistrik, dan teknologi cabang terkaitnya, sekali lagi mendapat banyak perhatian.
Dalam pengembangan teknologi, setiap tahap juga memiliki bentuk yang berbeda, mulai dari CPO 2.5D yang sesuai dengan kebutuhan 20/50Tb/s, hingga CPO Chiplet 2.5D yang sesuai dengan kebutuhan 50/100Tb/s, dan akhirnya mewujudkan CPO 3D yang sesuai dengan kecepatan 100Tb/s.
Paket CPO 2.5D mencakupmodul optikdan chip sakelar jaringan pada substrat yang sama untuk memperpendek jarak jalur dan meningkatkan kepadatan I/O, dan 3D CPO secara langsung menghubungkan IC optik ke lapisan perantara untuk mencapai interkoneksi pitch I/O kurang dari 50um. Tujuan evolusinya sangat jelas, yaitu untuk mengurangi jarak antara modul konversi fotolistrik dan chip sakelar jaringan seminimal mungkin.
Saat ini, CPO masih dalam tahap awal perkembangannya, dan masih terdapat masalah seperti hasil produksi yang rendah dan biaya perawatan yang tinggi, serta hanya sedikit produsen di pasar yang dapat sepenuhnya menyediakan produk terkait CPO. Hanya Broadcom, Marvell, Intel, dan beberapa pemain lain yang memiliki solusi eksklusif sepenuhnya di pasar.
Marvell memperkenalkan sakelar teknologi CPO 2.5D menggunakan proses VIA-LAST tahun lalu. Setelah chip optik silikon diproses, TSV diproses dengan kemampuan pemrosesan OSAT, dan kemudian chip flip-chip listrik ditambahkan ke chip optik silikon. 16 modul optik dan chip switching Marvell Teralynx7 dihubungkan pada PCB untuk membentuk sakelar, yang dapat mencapai kecepatan switching 12,8Tbps.
Pada ajang OFC tahun ini, Broadcom dan Marvell juga mendemonstrasikan generasi terbaru chip switch 51,2Tbps yang menggunakan teknologi pengemasan optoelektronik bersama (co-packaging).
Dari detail teknis CPO generasi terbaru Broadcom, paket CPO 3D melalui peningkatan proses mencapai kepadatan I/O yang lebih tinggi, konsumsi daya CPO menjadi 5,5W/800G, rasio efisiensi energi sangat baik dan kinerjanya sangat bagus. Pada saat yang sama, Broadcom juga menerobos ke gelombang tunggal CPO 200Gbps dan 102,4T.
Cisco juga meningkatkan investasinya dalam teknologi CPO, dan melakukan demonstrasi produk CPO di OFC tahun ini, menunjukkan akumulasi dan penerapan teknologi CPO pada multiplexer/demultiplexer yang lebih terintegrasi. Cisco mengatakan akan melakukan uji coba penerapan CPO pada switch 51,2 TB, diikuti oleh adopsi skala besar pada siklus switch 102,4 TB.
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 tinggi yang dikemas bersama, membuka jalan bagi produksi massal pengemasan optoelektronik dan perangkat interkoneksi optik.
Meskipun modul pluggable masih menjadi pilihan utama, peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan yang dapat diberikan oleh CPO telah menarik semakin banyak produsen. Menurut LightCounting, pengiriman CPO akan mulai meningkat secara signifikan 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. Pada saat yang sama, CIR memperkirakan bahwa pendapatan pasar dari total pengemasan fotolistrik akan mencapai $5,4 miliar pada tahun 2027.
Awal tahun ini, TSMC mengumumkan akan bekerja sama dengan Broadcom, Nvidia, dan pelanggan besar lainnya untuk bersama-sama mengembangkan teknologi fotonik silikon, komponen optik kemasan umum (CPO), dan produk baru lainnya, serta teknologi proses dari 45nm ke 7nm. Mereka juga menyatakan bahwa paruh kedua tahun depan akan mulai memenuhi pesanan besar, dan diperkirakan akan mencapai tahap produksi massal sekitar tahun 2025.
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 revolusioner. Meskipun penerapan CPO mungkin hanya terlihat di pusat data besar untuk waktu yang lama, dengan perluasan lebih lanjut dari daya komputasi besar dan kebutuhan bandwidth tinggi, teknologi penyegelan bersama fotolistrik CPO telah menjadi medan pertempuran baru.
Terlihat bahwa para produsen yang bekerja di bidang CPO umumnya meyakini bahwa tahun 2025 akan menjadi titik kunci, yang juga merupakan titik dengan laju pertukaran 102,4 Tbps, dan kelemahan modul pluggable akan semakin diperparah. Meskipun aplikasi CPO mungkin datang perlahan, pengemasan opto-elektronik bersama (co-packaging) tidak diragukan lagi merupakan satu-satunya cara untuk mencapai jaringan berkecepatan tinggi, bandwidth tinggi, dan daya rendah.
Waktu posting: 02-Apr-2024