אבולוציה והתקדמות של CPOאופטואלקטרוניקהטכנולוגיית אריזה משותפת
אריזה משותפת אופטו-אלקטרונית היא לא טכנולוגיה חדשה, ניתן לעקוב אחר התפתחותה בשנות ה-60, אבל בשלב זה, אריזה משותפת פוטואלקטרית היא רק חבילה פשוטה שלמכשירים אופטו-אלקטרונייםיַחַד. עד שנות ה-90, עם עליית המודול תקשורת אופטיתבתעשייה, החלו להופיע אריזות פוטואלקטריות. עם התפוצצות כוח המחשוב הגבוה והביקוש לרוחב פס גבוה השנה, האריזה המשותפת הפוטואלקטרית, וטכנולוגיית הענפים הקשורה אליה, זכו שוב לתשומת לב רבה.
בפיתוח הטכנולוגיה, לכל שלב יש גם צורות שונות, החל מ-2.5D CPO המתאים לביקוש של 20/50Tb/s, ועד 2.5D Chiplet CPO המתאים לביקוש של 50/100Tb/s, ולבסוף מימוש CPO 3D המתאים ל-100Tb/s קֶצֶב.
2.5D CPO חבילות אתמודול אופטיושבב מתג הרשת על אותו מצע כדי לקצר את מרחק הקו ולהגדיל את צפיפות ה-I/O, וה-CPO התלת-ממדי מחבר ישירות את ה-IC האופטי לשכבת הביניים כדי להשיג חיבור בין גובה ה-I/O של פחות מ-50um. מטרת האבולוציה שלו ברורה מאוד, והיא לצמצם את המרחק בין מודול ההמרה הפוטואלקטרי לבין שבב מיתוג הרשת ככל האפשר.
נכון לעכשיו, CPO עדיין בחיתוליו, ועדיין יש בעיות כמו תשואה נמוכה ועלויות תחזוקה גבוהות, ומעט יצרנים בשוק יכולים לספק באופן מלא מוצרים הקשורים ל-CPO. רק לברודקום, מארוול, אינטל וקומץ שחקנים אחרים יש פתרונות קנייניים לחלוטין בשוק.
Marvell הציגה מתג טכנולוגיית 2.5D CPO תוך שימוש בתהליך VIA-LAST בשנה שעברה. לאחר עיבוד שבב הסיליקון האופטי, ה-TSV מעובד עם יכולת העיבוד של OSAT, ולאחר מכן מתווסף השבב האופטי של השבב החשמלי לשבב האופטי הסיליקון. 16 מודולים אופטיים ושבב מיתוג Marvell Teralynx7 מחוברים זה לזה על ה-PCB ליצירת מתג, שיכול להשיג קצב מיתוג של 12.8Tbps.
ב-OFC השנה, Broadcom ומארוול גם הדגימו את הדור האחרון של שבבי מתג 51.2Tbps באמצעות טכנולוגיית אריזה משותפת אופטו-אלקטרונית.
מהדור האחרון של ברודקום של פרטים טכניים של CPO, חבילת CPO 3D דרך שיפור התהליך להשגת צפיפות I/O גבוהה יותר, צריכת חשמל של CPO עד 5.5W/800G, יחס יעילות האנרגיה הוא טוב מאוד ביצועים טובים מאוד. במקביל, ברודקום גם פורצת דרך לגל בודד של 200Gbps ו-102.4T CPO.
סיסקו גם הגדילה את ההשקעה שלה בטכנולוגיית CPO, וערכה הדגמה של מוצר CPO ב-OFC של השנה, כשהיא מציגה את צבירת טכנולוגיית ה-CPO שלה ויישום על מרבבי/מפה משולב יותר. סיסקו אמרה שהיא תערוך פריסת פיילוט של CPO במתגים של 51.2Tb, ולאחריה אימוץ בקנה מידה גדול במחזורי מתגים של 102.4Tb
אינטל הציגה זה מכבר מתגים מבוססי CPO, ובשנים האחרונות אינטל המשיכה לעבוד עם Ayar Labs כדי לחקור פתרונות חיבור אותות ברוחב פס גבוה יותר, וסוללת את הדרך לייצור המוני של אריזה משותפת אופטו-אלקטרונית והתקני חיבור אופטיים.
למרות שהמודולים הניתנים לחיבור הם עדיין הבחירה הראשונה, השיפור הכולל ביעילות האנרגטית ש-CPO יכול להביא משך יותר ויותר יצרנים. לפי LightCounting, משלוחי CPO יתחילו לעלות באופן משמעותי מיציאות 800G ו-1.6T, יתחילו בהדרגה להיות זמינות מסחרית מ-2024 עד 2025, ויהוו נפח בקנה מידה גדול מ-2026 עד 2027. במקביל, CIR צופה כי הכנסות השוק מאריזות פוטו-אלקטריות יגיעו ל-5.4 מיליארד דולר ב-2027.
מוקדם יותר השנה, TSMC הודיעה שהיא תשלב ידיים עם Broadcom, Nvidia ולקוחות גדולים אחרים כדי לפתח במשותף טכנולוגיית סיליקון פוטוניקה, רכיבי אריזה אופטיים נפוצים CPO ומוצרים חדשים אחרים, טכנולוגיית תהליך מ-45nm ל-7nm, ואמרה כי המחצית השנייה המהירה ביותר. של השנה הבאה החלו לעמוד בהזמנה הגדולה, 2025 בערך כדי להגיע לשלב הנפח.
כתחום טכנולוגי בינתחומי הכולל התקנים פוטוניים, מעגלים משולבים, אריזה, מידול וסימולציה, טכנולוגיית CPO משקפת את השינויים שהביאו היתוך אופטו-אלקטרוניים, והשינויים המובאים להעברת נתונים הם ללא ספק חתרניים. למרות שהיישום של CPO עשוי להיראות רק במרכזי נתונים גדולים במשך זמן רב, עם התרחבות נוספת של כוח מחשוב גדול ודרישות רוחב פס גבוהות, טכנולוגיית CPO אטימה פוטואלקטרית הפכה לשדה קרב חדש.
ניתן לראות שיצרנים העובדים ב-CPO מאמינים בדרך כלל ש-2025 יהיה צומת מפתח, שהוא גם צומת עם שער חליפין של 102.4Tbps, והחסרונות של מודולים הניתנים לחיבור יוגברו עוד יותר. למרות שיישומי CPO עשויים להגיע לאט, אריזה משותפת אופטו-אלקטרונית היא ללא ספק הדרך היחידה להשיג מהירות גבוהה, רוחב פס גבוה ורשתות הספק נמוך.
זמן פרסום: אפריל-02-2024