Evolution et progrès du CPOoptoélectroniquetechnologie de co-emballage
Le co-packaging optoélectronique n'est pas une nouvelle technologie, son développement remonte aux années 1960, mais à l'heure actuelle, le co-packaging photoélectrique n'est qu'un simple package deappareils optoélectroniquesensemble. Dans les années 1990, avec la montée en puissance dumodule de communication optiquel’industrie, le copackaging photoélectrique a commencé à émerger. Avec l'explosion de la puissance de calcul élevée et de la demande de bande passante élevée cette année, le co-packaging photoélectrique et la technologie associée ont une fois de plus reçu beaucoup d'attention.
Dans le développement de la technologie, chaque étape a également des formes différentes, du CPO 2,5D correspondant à une demande de 20/50 Tb/s, au CPO Chiplet 2,5D correspondant à une demande de 50/100 Tb/s, et enfin réaliser un CPO 3D correspondant à 100 Tb/s. taux.
Le CPO 2.5D regroupe lemodule optiqueet la puce de commutation réseau sur le même substrat pour raccourcir la distance de ligne et augmenter la densité d'E/S, et le CPO 3D connecte directement le circuit intégré optique à la couche intermédiaire pour obtenir l'interconnexion du pas d'E/S inférieur à 50 um. Le but de son évolution est très clair : réduire au maximum la distance entre le module de conversion photoélectrique et la puce de commutation réseau.
À l'heure actuelle, le CPO en est encore à ses balbutiements, et il existe encore des problèmes tels qu'un faible rendement et des coûts de maintenance élevés, et peu de fabricants sur le marché peuvent fournir pleinement des produits liés au CPO. Seuls Broadcom, Marvell, Intel et une poignée d'autres acteurs disposent de solutions entièrement propriétaires sur le marché.
Marvell a introduit l'année dernière un commutateur de technologie CPO 2,5D utilisant le processus VIA-LAST. Une fois la puce optique en silicium traitée, le TSV est traité avec la capacité de traitement d'OSAT, puis la puce électrique retournée est ajoutée à la puce optique en silicium. 16 modules optiques et la puce de commutation Marvell Teralynx7 sont interconnectés sur le PCB pour former un commutateur, qui peut atteindre un taux de commutation de 12,8 Tbps.
Lors de l'OFC de cette année, Broadcom et Marvell ont également présenté la dernière génération de puces de commutation 51,2 Tb/s utilisant la technologie de co-packaging optoélectronique.
Depuis la dernière génération de détails techniques CPO de Broadcom, le package CPO 3D grâce à l'amélioration du processus pour atteindre une densité d'E/S plus élevée, la consommation électrique CPO à 5,5 W/800 G, le rapport d'efficacité énergétique est très bon, les performances sont très bonnes. Dans le même temps, Broadcom franchit également une vague unique de 200 Gbit/s et de 102,4 T de CPO.
Cisco a également augmenté ses investissements dans la technologie CPO et a fait une démonstration de produit CPO lors de l'OFC de cette année, montrant l'accumulation et l'application de sa technologie CPO sur un multiplexeur/démultiplexeur plus intégré. Cisco a annoncé qu'il procéderait à un déploiement pilote de CPO sur des commutateurs de 51,2 To, suivi d'une adoption à grande échelle dans des cycles de commutation de 102,4 To.
Intel introduit depuis longtemps des commutateurs basés sur CPO et, ces dernières années, Intel a continué à travailler avec Ayar Labs pour explorer des solutions d'interconnexion de signaux à bande passante plus élevée, ouvrant la voie à la production en série de dispositifs de co-packaging optoélectroniques et d'interconnexion optique.
Bien que les modules enfichables restent le premier choix, l'amélioration globale de l'efficacité énergétique que le CPO peut apporter a séduit de plus en plus de fabricants. Selon LightCounting, les expéditions de CPO commenceront à augmenter considérablement à partir des ports 800G et 1,6T, commenceront progressivement à être disponibles commercialement de 2024 à 2025 et formeront un volume à grande échelle de 2026 à 2027. Dans le même temps, le CIR s'attend à ce que le les revenus du marché de l’emballage total photoélectrique atteindront 5,4 milliards de dollars en 2027.
Plus tôt cette année, TSMC a annoncé qu'elle s'associerait à Broadcom, Nvidia et d'autres grands clients pour développer conjointement la technologie photonique sur silicium, les composants optiques d'emballage communs CPO et d'autres nouveaux produits, la technologie de traitement de 45 nm à 7 nm, et a déclaré que le second semestre le plus rapide de l'année prochaine a commencé à répondre à la commande importante, 2025 environ pour atteindre le stade du volume.
En tant que domaine technologique interdisciplinaire impliquant des dispositifs photoniques, des circuits intégrés, le packaging, la modélisation et la simulation, la technologie CPO reflète les changements apportés par la fusion optoélectronique, et les changements apportés à la transmission de données sont sans aucun doute subversifs. Bien que l'application du CPO ne soit visible que dans les grands centres de données pendant une longue période, avec l'expansion continue de la puissance de calcul importante et des exigences de bande passante élevées, la technologie de joint photoélectrique CPO est devenue un nouveau champ de bataille.
On peut voir que les fabricants travaillant dans le CPO pensent généralement que 2025 sera un nœud clé, qui est également un nœud avec un taux de change de 102,4 Tbps, et que les inconvénients des modules enfichables seront encore amplifiés. Bien que les applications CPO puissent apparaître lentement, le co-packaging optoélectronique est sans aucun doute le seul moyen d'obtenir des réseaux à haut débit, à large bande passante et à faible consommation.
Heure de publication : 02 avril 2024