CPO 光電子同時パッケージング技術の進化と進歩 第 2 部

CPOの進化と進化オプトエレクトロニクス共包装技術

光電子同時パッケージングは​​新しい技術ではなく、その開発は 1960 年代にまで遡ることができますが、現時点では、光電子同時パッケージングは​​単純なパッケージにすぎません。光電子デバイス一緒に。 1990 年代までに、光通信モジュール業界では、光電共同パッケージングが登場し始めました。今年の高いコンピューティング能力と高帯域幅需要の爆発により、光電共同パッケージングとその関連ブランチ技術が再び大きな注目を集めています。
技術開発においても、20/50Tb/sの需要に対応する2.5D CPOから、50/100Tb/sの需要に対応する2.5DチップレットCPO、そして最終的には100Tb/sに対応する3D CPOを実現するまで、各段階で様々な形態が存在します。レート。

2.5D CPO は、光モジュール光ICとネットワークスイッチチップを同一基板上に実装することで配線距離の短縮とI/O密度の向上を実現し、3D CPOにより光ICと中間層を直接接続することで50um未満のI/Oピッチの相互接続を実現しました。その進化の目標は非常に明確で、光電変換モジュールとネットワークスイッチングチップ間の距離を可能な限り短縮することです。
現時点では、CPO はまだ初期段階にあり、歩留まりの低さやメンテナンスコストの高さなどの問題があり、市場には CPO 関連製品を完全に提供できるメーカーはほとんどありません。完全に独自のソリューションを市場に提供しているのは、Broadcom、Marvell、Intel、およびその他の少数の企業だけです。
マーベルは昨年、VIA-LAST プロセスを使用した 2.5D CPO テクノロジー スイッチを導入しました。シリコン光チップが処理された後、TSVがOSATの処理能力で処理され、電気チップのフリップチップがシリコン光チップに追加されます。 16 個の光モジュールとスイッチング チップ Marvell Teralynx7 が PCB 上で相互接続されてスイッチを形成し、12.8Tbps のスイッチング レートを達成できます。

今年の OFC では、Broadcom と Marvell も、光電子共同パッケージング技術を使用した最新世代の 51.2Tbps スイッチ チップをデモしました。
Broadcom の最新世代の CPO 技術詳細から、CPO 3D パッケージはプロセスの改善により、より高い I/O 密度を達成し、CPO の消費電力は 5.5W/800G に達し、エネルギー効率比は非常に優れており、パフォーマンスは非常に優れています。同時に、Broadcom も 200Gbps および 102.4T CPO の単一の波を突破しています。
シスコはまた、CPO テクノロジーへの投資を増やしており、今年の OFC で CPO 製品のデモンストレーションを行い、CPO テクノロジーの蓄積と、より統合されたマルチプレクサ/デマルチプレクサへの応用を示しました。シスコは、51.2Tb スイッチで CPO の試験導入を実施し、その後 102.4Tb スイッチ サイクルで大規模導入する予定であると発表しました。
インテルは長い間 CPO ベースのスイッチを導入してきましたが、近年インテルは、Ayar Labs と協力して共同パッケージ化された高帯域幅の信号相互接続ソリューションを模索し続け、光電子共同パッケージングおよび光相互接続デバイスの量産への道を切り開いてきました。
プラグ可能モジュールは依然として第一の選択肢ですが、CPO がもたらす全体的なエネルギー効率の向上により、ますます多くのメーカーが注目しています。 LightCounting によると、CPO の出荷は 800G および 1.6T ポートから大幅に増加し始め、2024 年から 2025 年にかけて徐々に商用化され始め、2026 年から 2027 年にかけて大規模な量を形成すると予想しています。光電トータルパッケージングの市場収益は、2027 年に 54 億ドルに達すると予想されます。

TSMCは今年初め、ブロードコム、エヌビディア、その他の大口顧客と提携してシリコンフォトニクス技術、共通パッケージング光学部品CPOやその他の新製品、45nmから7nmのプロセス技術を共同開発すると発表し、下半期は最速となると述べた。来年の大量注文に応え始め、2025 年頃には量産段階に達する予定です。
光デバイス、集積回路、パッケージング、モデリング、シミュレーションを含む学際的な技術分野として、CPO 技術は光電子融合によってもたらされる変化を反映しており、データ伝送にもたらされる変化は間違いなく破壊的です。 CPO のアプリケーションは長い間大規模なデータセンターでのみ見られるかもしれませんが、大規模なコンピューティング能力と高帯域幅要件のさらなる拡大に伴い、CPO 光電共シール技術は新たな戦場となっています。
CPO に取り組んでいるメーカーは一般に、2025 年がキー ノード (交換レート 102.4Tbps のノードでもある) になり、プラガブル モジュールの欠点がさらに増幅されると考えていることがわかります。 CPO アプリケーションの実現は遅いかもしれませんが、光電子共同パッケージングが高速、高帯域幅、低電力ネットワークを実現する唯一の方法であることは間違いありません。