התפתחות והתקדמות של CPOאופטואלקטרוניטכנולוגיית אריזה משותפת
אריזה משותפת אופטואלקטרונית אינה טכנולוגיה חדשה, ניתן לייחס את התפתחותה לשנות ה-60, אך כיום, אריזה משותפת פוטואלקטרית היא בסך הכל אריזה פשוטה שלמכשירים אופטואלקטרונייםיחד. עד שנות ה-90, עם עליית ה-מודול תקשורת אופטיבתעשייה, החלה לצוץ עולם האריזה המשותפת הפוטואלקטרית. עם העלייה החדה בביקוש לכוח מחשוב גבוה ולרוחב פס גבוה השנה, אריזה משותפת פוטואלקטרית, והטכנולוגיה הקשורה אליה, זכתה שוב לתשומת לב רבה.
בפיתוח הטכנולוגיה, לכל שלב יש גם צורות שונות, החל מ-CPO 2.5D המתאים לביקוש של 20/50Tb/s, דרך CPO Chiplet 2.5D המתאים לביקוש של 50/100Tb/s, ולבסוף מימוש CPO תלת-ממדי המתאים לקצב של 100Tb/s.
חבילות ה-CPO 2.5D הןמודול אופטיושבב מתג הרשת על אותו מצע כדי לקצר את מרחק הקו ולהגדיל את צפיפות הקלט/פלט, ו-CPO תלת-ממדי מחבר ישירות את המעגל המעגל האופטי לשכבת הביניים כדי להשיג חיבור של פסיעה של קלט/פלט של פחות מ-50 מיקרון. מטרת התפתחותו ברורה מאוד, שהיא להפחית את המרחק בין מודול ההמרה הפוטואלקטרית לשבב מיתוג הרשת ככל האפשר.
כיום, ייצור פוליאתילן מותסס (CPO) עדיין בחיתוליו, ועדיין קיימות בעיות כמו תפוקה נמוכה ועלויות תחזוקה גבוהות, ומעט יצרנים בשוק יכולים לספק באופן מלא מוצרים הקשורים ל-CPO. רק ברודקום, מארוול, אינטל וקומץ שחקנים אחרים מחזיקים בפתרונות קנייניים מלאים בשוק.
מארוול הציגה מתג בטכנולוגיית CPO 2.5D באמצעות תהליך VIA-LAST בשנה שעברה. לאחר עיבוד שבב הסיליקון האופטי, ה-TSV עובר עיבוד באמצעות יכולת עיבוד של OSAT, ולאחר מכן נוסף שבב חשמלי משולב לשבב הסיליקון האופטי. 16 מודולים אופטיים ושבב המיתוג Marvell Teralynx7 מחוברים זה לזה על גבי המעגל המודפס ליצירת מתג, שיכול להשיג קצב מיתוג של 12.8Tbps.
בכנס OFC השנה, ברודקום ומארוול גם הציגו את הדור האחרון של שבבי מתג במהירות 51.2Tbps המשתמשים בטכנולוגיית אריזה משותפת אופטואלקטרונית.
החל מהדור האחרון של Broadcom של פרטים טכניים של CPO, חבילת CPO 3D ועד לשיפור התהליך להשגת צפיפות קלט/פלט גבוהה יותר, צריכת חשמל של CPO ל-5.5W/800G, יחס יעילות אנרגטית טוב מאוד והביצועים טובים מאוד. במקביל, Broadcom גם פורצת דרך לגל יחיד של 200Gbps ו-102.4T CPO.
סיסקו גם הגדילה את השקעתה בטכנולוגיית CPO, והציגה הדגמה של מוצר CPO בתערוכת OFC השנה, בה הציגה את הצטברות טכנולוגיית ה-CPO שלה ויישומה על גבי מרבב/דה-מולטיפלקסר משולב יותר. סיסקו מסרה כי תבצע פריסת פיילוט של CPO במתגים של 51.2Tb, ולאחר מכן אימוץ בקנה מידה גדול במחזורי מתג של 102.4Tb.
אינטל הציגה זה מכבר מתגים מבוססי CPO, ובשנים האחרונות אינטל המשיכה לעבוד עם Ayar Labs כדי לחקור פתרונות חיבור אותות בעלי רוחב פס גבוה יותר בעלי ארוזות משותפות, ובכך לסלול את הדרך לייצור המוני של התקני חיבור אופטיים ואריזות משותפות אופטואלקטרוניות.
למרות שמודולים ניתנים לחיבור הם עדיין הבחירה הראשונה, השיפור הכולל ביעילות האנרגיה ש-CPO יכול להביא מושך אליו יותר ויותר יצרנים. על פי LightCounting, משלוחי CPO יתחילו לעלות משמעותית מפורטים של 800G ו-1.6T, יתחילו להיות זמינים מסחרית בהדרגה בין 2024 ל-2025, ויצרו נפח בקנה מידה גדול בין 2026 ל-2027. במקביל, CIR צופה כי הכנסות שוק האריזות הפוטואלקטריות הכוללות יגיעו ל-5.4 מיליארד דולר בשנת 2027.
מוקדם יותר השנה, TSMC הודיעה כי תצטרף לידיים עם Broadcom, Nvidia ולקוחות גדולים אחרים כדי לפתח במשותף טכנולוגיית פוטוניקה של סיליקון, רכיבי אריזה אופטיים נפוצים, CPO ומוצרים חדשים אחרים, טכנולוגיית תהליך מ-45 ננומטר ל-7 ננומטר, ומסרה כי במחצית השנייה המהירה ביותר של השנה הבאה תתחיל לעמוד בהזמנה הגדולה, בערך בשנת 2025 כדי להגיע לשלב הנפח.
כתחום טכנולוגי רב-תחומי הכולל התקנים פוטוניים, מעגלים משולבים, זיווד, מידול וסימולציה, טכנולוגיית CPO משקפת את השינויים שהביא עימו היתוך אופטואלקטרוני, והשינויים שהביאו להעברת נתונים הם ללא ספק חתרניים. למרות שיישום CPO ייראה רק במרכזי נתונים גדולים במשך זמן רב, עם ההתרחבות הנוספת של כוח מחשוב גדול ודרישות רוחב פס גבוהות, טכנולוגיית איטום משותף פוטואלקטרי של CPO הפכה לשדה קרב חדש.
ניתן לראות כי יצרנים העובדים ב-CPO מאמינים בדרך כלל כי 2025 תהיה שנת מפתח, שהיא גם צומת עם שער חליפין של 102.4Tbps, והחסרונות של מודולים ניתנים לחיבור יוגברו עוד יותר. למרות שיישומי CPO עשויים להגיע לאט, אריזה משותפת אופטו-אלקטרונית היא ללא ספק הדרך היחידה להשיג רשתות במהירות גבוהה, רוחב פס גבוה ועם צריכת חשמל נמוכה.
זמן פרסום: 2 באפריל 2024