CPO'nun evrimi ve gelişimioptoelektronikortak paketleme teknolojisi
Optoelektronik eş paketleme yeni bir teknoloji değil, gelişimi 1960'lara kadar uzanıyor, ancak o dönemde fotoelektrik eş paketleme sadece basit bir paketleme yöntemiydi.optoelektronik cihazlarbirlikte. 1990'lara gelindiğinde, yükselişiyle birlikteoptik iletişim modülüEndüstri alanında fotoelektrik ko-paketleme ortaya çıkmaya başladı. Bu yıl yüksek işlem gücü ve yüksek bant genişliği talebindeki patlamayla birlikte, fotoelektrik ko-paketleme ve ilgili alt teknolojileri bir kez daha büyük ilgi gördü.
Teknolojinin gelişiminde, her aşama farklı biçimler almaktadır; 20/50 Tb/s talebe karşılık gelen 2.5D CPO'dan, 50/100 Tb/s talebe karşılık gelen 2.5D Chiplet CPO'ya ve nihayetinde 100 Tb/s hıza karşılık gelen 3D CPO'ya kadar.
2.5D CPO paketleri şunları içerir:optik modülAynı alt tabaka üzerinde bulunan ağ anahtarlama çipi ile hat mesafesi kısaltılarak G/Ç yoğunluğu artırılır ve 3D CPO, optik IC'yi ara katmana doğrudan bağlayarak 50 µm'den daha küçük bir G/Ç aralığıyla bağlantı sağlar. Evriminin amacı oldukça açıktır: fotoelektrik dönüştürme modülü ile ağ anahtarlama çipi arasındaki mesafeyi mümkün olduğunca azaltmak.
Şu anda CPO (Bilgisayar Destekli Üretim) henüz başlangıç aşamasında olup, düşük verimlilik ve yüksek bakım maliyetleri gibi sorunlar hala mevcuttur ve piyasadaki az sayıda üretici CPO ile ilgili ürünleri tam olarak sağlayabilmektedir. Piyasada yalnızca Broadcom, Marvell, Intel ve birkaç diğer oyuncu tamamen kendi geliştirdikleri çözümlere sahiptir.
Marvell, geçen yıl VIA-LAST prosesini kullanan 2.5D CPO teknolojili bir anahtar tanıttı. Silikon optik çip işlendikten sonra, OSAT'ın işleme kapasitesiyle TSV işleniyor ve ardından elektriksel çip flip-chip yöntemiyle silikon optik çipe ekleniyor. 16 optik modül ve Marvell Teralynx7 anahtarlama çipi PCB üzerinde birbirine bağlanarak 12,8 Tbps'lik bir anahtarlama hızına ulaşabilen bir anahtar oluşturuyor.
Bu yılki OFC'de Broadcom ve Marvell, optoelektronik eş paketleme teknolojisini kullanan en yeni nesil 51,2 Tbps anahtarlama çiplerini de sergiledi.
Broadcom'un en yeni nesil CPO teknik detaylarından yola çıkarak, CPO 3D paketinin işlem iyileştirmeleri sayesinde daha yüksek I/O yoğunluğuna ulaşıldığını, CPO güç tüketiminin 5,5W/800G'ye düştüğünü ve enerji verimlilik oranının çok iyi olduğunu belirtelim. Aynı zamanda Broadcom, 200 Gbps ve 102,4 TB'lık tek dalga CPO'ya da öncülük ediyor.
Cisco ayrıca CPO teknolojisine yaptığı yatırımı artırdı ve bu yılki OFC'de CPO ürün tanıtımı yaparak, daha entegre bir çoklayıcı/ayıcı üzerinde CPO teknolojisinin birikimini ve uygulamasını gösterdi. Cisco, 51,2 Tb anahtarlarda CPO'nun pilot uygulamasını gerçekleştireceğini ve ardından 102,4 Tb anahtar döngülerinde geniş ölçekli benimseme yapacağını belirtti.
Intel uzun zamandır CPO tabanlı anahtarlar üretiyor ve son yıllarda Ayar Labs ile birlikte çalışarak daha yüksek bant genişliğine sahip ortak paketlenmiş sinyal ara bağlantı çözümlerini araştırmaya devam ederek optoelektronik ortak paketleme ve optik ara bağlantı cihazlarının seri üretimine zemin hazırladı.
Takılabilir modüller hala ilk tercih olsa da, CPO'nun sağlayabileceği genel enerji verimliliği iyileştirmesi giderek daha fazla üreticiyi cezbetmektedir. LightCounting'e göre, CPO sevkiyatları 800G ve 1.6T portlarından itibaren önemli ölçüde artmaya başlayacak, 2024-2025 yılları arasında kademeli olarak ticari olarak piyasaya sürülecek ve 2026-2027 yılları arasında büyük ölçekli bir hacim oluşturacaktır. Aynı zamanda, CIR, fotoelektrik toplam paketleme pazarının gelirinin 2027 yılında 5,4 milyar dolara ulaşacağını tahmin etmektedir.
Bu yılın başlarında TSMC, Broadcom, Nvidia ve diğer büyük müşterilerle birlikte silikon fotonik teknolojisi, ortak paketleme optik bileşenleri (CPO) ve diğer yeni ürünler geliştirmek, 45nm'den 7nm'ye kadar işlem teknolojisi üzerinde ortak çalışmalar yürüteceğini duyurdu ve gelecek yılın ikinci yarısında büyük siparişleri karşılamaya başlayacağını, 2025 civarında ise hacimli üretim aşamasına ulaşacağını belirtti.
Fotonik cihazlar, entegre devreler, paketleme, modelleme ve simülasyonu içeren disiplinlerarası bir teknoloji alanı olan CPO teknolojisi, optoelektronik füzyonun getirdiği değişiklikleri yansıtmakta ve veri iletiminde yarattığı değişimler şüphesiz yıkıcı niteliktedir. CPO'nun uygulaması uzun süre sadece büyük veri merkezlerinde görülebilecek olsa da, büyük işlem gücü ve yüksek bant genişliği gereksinimlerinin daha da artmasıyla birlikte, CPO fotoelektrik eş-sızdırmazlık teknolojisi yeni bir mücadele alanı haline gelmiştir.
CPO alanında çalışan üreticilerin genel olarak 2025 yılının, 102,4 Tbps'lik bir değişim hızına sahip önemli bir dönüm noktası olacağına ve takılabilir modüllerin dezavantajlarının daha da artacağına inandıkları görülmektedir. CPO uygulamaları yavaş ilerleyebilir olsa da, opto-elektronik ortak paketleme, yüksek hız, yüksek bant genişliği ve düşük güç tüketimli ağlara ulaşmanın şüphesiz tek yoludur.
Yayın tarihi: 02-08-2024