Evolusi dan kemajuan teknologi pengemasan bersama optoelektronik CPO Bagian kedua

Evolusi dan kemajuan CPOoptoelektronikteknologi pengemasan bersama

Pengemasan bersama optoelektronik bukanlah sebuah teknologi baru, perkembangannya dapat ditelusuri kembali ke tahun 1960an, namun saat ini, pengemasan bersama fotolistrik hanyalah sebuah paket sederhana dariperangkat optoelektronikbersama. Pada tahun 1990-an, dengan bangkitnyamodul komunikasi optikindustri, kemasan fotolistrik mulai bermunculan. Dengan ledakan daya komputasi yang tinggi dan permintaan bandwidth yang tinggi tahun ini, pengemasan bersama fotolistrik, dan teknologi cabang terkait, sekali lagi mendapat banyak perhatian.
Dalam perkembangan teknologi, setiap tahapan juga memiliki bentuk yang berbeda-beda, mulai dari 2.5D CPO sesuai dengan permintaan 20/50Tb/s, hingga 2.5D Chiplet CPO sesuai dengan permintaan 50/100Tb/s, dan terakhir mewujudkan 3D CPO sesuai dengan 100Tb/s kecepatan.

CPO 2.5D mengemasmodul optikdan chip sakelar jaringan pada substrat yang sama untuk memperpendek jarak saluran dan meningkatkan kepadatan I/O, dan CPO 3D secara langsung menghubungkan IC optik ke lapisan perantara untuk mencapai interkoneksi pitch I/O kurang dari 50um. Tujuan evolusinya sangat jelas, yaitu mengurangi jarak antara modul konversi fotolistrik dan chip switching jaringan sebanyak mungkin.
Saat ini, CPO masih dalam masa pertumbuhan, dan masih terdapat permasalahan seperti hasil 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 beberapa pemain lain yang memiliki solusi kepemilikan penuh di pasar.
Marvell memperkenalkan saklar teknologi 2.5D CPO 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 saling terhubung pada PCB untuk membentuk sebuah saklar, yang dapat mencapai tingkat peralihan 12,8Tbps.

Pada OFC tahun ini, Broadcom dan Marvell juga mendemonstrasikan chip switch 51,2Tbps generasi terbaru yang menggunakan teknologi pengemasan bersama optoelektronik.
Dari rincian teknis CPO generasi terbaru Broadcom, paket CPO 3D melalui peningkatan proses untuk mencapai kepadatan I/O yang lebih tinggi, konsumsi daya CPO menjadi 5,5W/800G, rasio efisiensi energi sangat baik, kinerja sangat baik. Pada saat yang sama, Broadcom juga berhasil menembus gelombang tunggal sebesar 200Gbps dan 102,4T CPO.
Cisco juga telah meningkatkan investasinya pada teknologi CPO, dan melakukan demonstrasi produk CPO pada OFC tahun ini, yang menunjukkan akumulasi dan penerapan teknologi CPO pada multiplexer/demultiplexer yang lebih terintegrasi. Cisco mengatakan akan melakukan penerapan percontohan CPO pada switch berkapasitas 51,2Tb, diikuti dengan adopsi skala besar pada siklus switch sebesar 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 pluggable masih menjadi pilihan pertama, peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan yang dihasilkan CPO telah menarik semakin banyak produsen. Menurut LightCounting, pengiriman CPO akan mulai meningkat secara signifikan dari pelabuhan 800G dan 1,6T, secara bertahap mulai tersedia secara komersial mulai tahun 2024 hingga 2025, dan membentuk volume skala besar mulai tahun 2026 hingga 2027. Pada saat yang sama, CIR mengharapkan bahwa pendapatan pasar dari total kemasan fotolistrik akan mencapai $5,4 miliar pada tahun 2027.

Awal tahun ini, TSMC mengumumkan bahwa mereka akan bergandengan tangan 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 45nm hingga 7nm, dan mengatakan bahwa paruh kedua tercepat tahun depan mulai memenuhi pesanan besar, sekitar 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 pada transmisi data tidak diragukan lagi bersifat subversif. Meskipun penerapan CPO mungkin hanya terlihat di pusat data besar dalam jangka waktu lama, dengan semakin berkembangnya daya komputasi yang besar dan kebutuhan bandwidth yang tinggi, teknologi co-seal fotolistrik CPO telah menjadi medan perang baru.
Dapat dilihat bahwa produsen yang bekerja di bidang CPO umumnya percaya bahwa tahun 2025 akan menjadi node kunci, yang juga merupakan node dengan nilai tukar 102,4Tbps, dan kelemahan modul pluggable akan semakin besar. Meskipun penerapan CPO mungkin berjalan lambat, pengemasan bersama optoelektronik tidak diragukan lagi merupakan satu-satunya cara untuk mencapai jaringan berkecepatan tinggi, bandwidth tinggi, dan berdaya rendah.