Sự phát triển và tiến bộ của CPOquang điện tửcông nghệ đồng đóng gói
Đóng gói đồng quang điện tử không phải là một công nghệ mới, sự phát triển của nó có thể bắt nguồn từ những năm 1960, nhưng tại thời điểm này, đồng đóng gói quang điện chỉ là một gói đơn giản gồmthiết bị quang điện tửcùng nhau. Đến những năm 1990, với sự phát triển củamô-đun truyền thông quang họcngành công nghiệp, đồng đóng gói quang điện bắt đầu xuất hiện. Với sự bùng nổ của sức mạnh tính toán và nhu cầu băng thông cao trong năm nay, việc đóng gói đồng thời quang điện và công nghệ nhánh liên quan của nó một lần nữa nhận được rất nhiều sự chú ý.
Trong quá trình phát triển của công nghệ, mỗi giai đoạn cũng có những hình thức khác nhau, từ 2.5D CPO tương ứng với nhu cầu 20/50Tb/s, đến 2.5D Chiplet CPO tương ứng với nhu cầu 50/100Tb/s, và cuối cùng là hiện thực hóa CPO 3D tương ứng với 100Tb/s. tỷ lệ.
CPO 2.5D đóng góimô-đun quang họcvà chip chuyển đổi mạng trên cùng một đế để rút ngắn khoảng cách đường truyền và tăng mật độ I/O, đồng thời CPO 3D kết nối trực tiếp IC quang với lớp trung gian để đạt được khả năng kết nối của khoảng cách I/O dưới 50um. Mục tiêu phát triển của nó rất rõ ràng, đó là giảm khoảng cách giữa mô-đun chuyển đổi quang điện và chip chuyển mạch mạng càng nhiều càng tốt.
Hiện tại, CPO vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và vẫn còn những vấn đề như năng suất thấp, chi phí bảo trì cao và rất ít nhà sản xuất trên thị trường có thể cung cấp đầy đủ các sản phẩm liên quan đến CPO. Chỉ Broadcom, Marvell, Intel và một số hãng khác mới có giải pháp hoàn toàn độc quyền trên thị trường.
Marvell đã giới thiệu bộ chuyển đổi công nghệ 2.5D CPO sử dụng quy trình VIA-LAST vào năm ngoái. Sau khi chip quang silicon được xử lý, TSV được xử lý với khả năng xử lý của OSAT, sau đó chip lật chip điện được thêm vào chip quang silicon. 16 mô-đun quang và chip chuyển mạch Marvell Teralynx7 được kết nối với nhau trên PCB để tạo thành một công tắc, có thể đạt tốc độ chuyển mạch 12,8Tbps.
Tại OFC năm nay, Broadcom và Marvell cũng trình diễn thế hệ chip chuyển mạch 51,2Tbps mới nhất sử dụng công nghệ đồng đóng gói quang điện tử.
Từ thế hệ chi tiết kỹ thuật CPO mới nhất của Broadcom, gói CPO 3D thông qua việc cải tiến quy trình để đạt được mật độ I/O cao hơn, mức tiêu thụ điện năng CPO lên 5,5W/800G, tỷ lệ tiết kiệm năng lượng là hiệu suất rất tốt là rất tốt. Đồng thời, Broadcom cũng đang đột phá lên một làn sóng duy nhất 200Gbps và 102,4T CPO.
Cisco cũng đã tăng cường đầu tư vào công nghệ CPO và trình diễn sản phẩm CPO tại OFC năm nay, cho thấy sự tích lũy và ứng dụng công nghệ CPO của mình trên bộ ghép kênh/phân kênh tích hợp hơn. Cisco cho biết họ sẽ tiến hành triển khai thí điểm CPO trên các thiết bị chuyển mạch 51,2Tb, sau đó là áp dụng quy mô lớn trong các chu kỳ chuyển mạch 102,4Tb
Intel từ lâu đã giới thiệu các thiết bị chuyển mạch dựa trên CPO và trong những năm gần đây Intel đã tiếp tục hợp tác với Ayar Labs để khám phá các giải pháp kết nối tín hiệu băng thông cao hơn được đóng gói chung, mở đường cho việc sản xuất hàng loạt các thiết bị kết nối quang và đóng gói quang điện tử.
Mặc dù các mô-đun có thể cắm vẫn là lựa chọn hàng đầu nhưng cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng tổng thể mà CPO có thể mang lại đã thu hút ngày càng nhiều nhà sản xuất. Theo LightCounting, các lô hàng CPO sẽ bắt đầu tăng đáng kể từ các cổng 800G và 1.6T, dần dần bắt đầu được thương mại hóa từ năm 2024 đến năm 2025 và hình thành khối lượng quy mô lớn từ năm 2026 đến năm 2027. Đồng thời, CIR kỳ vọng rằng Doanh thu thị trường của tổng bao bì quang điện sẽ đạt 5,4 tỷ USD vào năm 2027.
Đầu năm nay, TSMC tuyên bố sẽ bắt tay với Broadcom, Nvidia và các khách hàng lớn khác để cùng phát triển công nghệ quang tử silicon, đóng gói thông thường các linh kiện quang học CPO và các sản phẩm mới khác, công nghệ xử lý từ 45nm đến 7nm và cho biết nửa cuối năm nhanh nhất của năm sau bắt đầu đáp ứng đơn hàng lớn, khoảng năm 2025 mới đạt đến giai đoạn số lượng.
Là một lĩnh vực công nghệ liên ngành liên quan đến các thiết bị quang tử, mạch tích hợp, đóng gói, mô hình hóa và mô phỏng, công nghệ CPO phản ánh những thay đổi do phản ứng tổng hợp quang điện tử mang lại và những thay đổi mang lại cho việc truyền dữ liệu chắc chắn có tính chất lật đổ. Mặc dù ứng dụng CPO có thể chỉ được nhìn thấy trong các trung tâm dữ liệu lớn trong một thời gian dài, nhưng với sự mở rộng hơn nữa về sức mạnh tính toán lớn và yêu cầu băng thông cao, công nghệ đồng con dấu quang điện CPO đã trở thành một chiến trường mới.
Có thể thấy rằng các nhà sản xuất làm việc trong CPO thường tin rằng năm 2025 sẽ là nút chủ chốt, cũng là nút có tỷ giá hối đoái 102,4Tbps, và nhược điểm của các mô-đun có thể cắm sẽ càng lớn hơn. Mặc dù các ứng dụng CPO có thể xuất hiện chậm, nhưng việc đồng đóng gói quang điện tử chắc chắn là cách duy nhất để đạt được mạng tốc độ cao, băng thông cao và năng lượng thấp.
Thời gian đăng: 02-04-2024