CPOнун эволюциясы жана прогрессиоптоэлектрондукбиргелешип таңгактоо технологиясы
Оптоэлектрондук биргелешип таңгактоо жаңы технология эмес, анын өнүгүшүн 1960-жылдарга чейин байкоого болот, бирок азыркы учурда фотоэлектрдик биргелешип таңгактоо жөн гана жөнөкөй таңгактоо болуп саналатоптоэлектрондук түзүлүштөрчогуу. 1990-жылдарга чейин, көтөрүлүшү мененоптикалык байланыш модулуөнөр жайында фотоэлектрдик ко-таңгактоо пайда боло баштады. Бул жылы жогорку эсептөө кубаттуулугунун жана жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн суроо-талабынын кескин өсүшү менен фотоэлектрдик ко-таңгактоо жана ага байланыштуу тармактык технологиялар кайрадан чоң көңүл бурууга ээ болду.
Технологиянын өнүгүшүндө ар бир этаптын ар кандай формалары бар, 20/50 Тб/с суроо-талапка туура келген 2,5D CPOдон 50/100 Тб/с суроо-талапка туура келген 2,5D Chiplet CPOго чейин жана акырында 100 Тб/с ылдамдыгына туура келген 3D CPO ишке ашат.
2.5D CPO төмөнкүлөрдү камтыйтоптикалык модульжана ошол эле субстраттагы тармактык которгуч чип линия аралыгын кыскартуу жана киргизүү/чыгаруу тыгыздыгын жогорулатуу үчүн колдонулат, ал эми 3D CPO оптикалык интегралдык схеманы ортоңку катмарга түз туташтырып, киргизүү/чыгаруу аралыгын 50 мкмден азыраак байланыштырат. Анын эволюциясынын максаты абдан ачык, башкача айтканда, фотоэлектрдик конвертациялоо модулу менен тармактык которгуч чиптин ортосундагы аралыкты мүмкүн болушунча азайтуу.
Учурда CPO дагы эле баштапкы этапта жана төмөн кирешелүүлүк жана жогорку техникалык тейлөө чыгымдары сыяктуу көйгөйлөр дагы эле бар, ал эми рынокто CPOго байланыштуу өнүмдөрдү толугу менен камсыз кыла алган өндүрүүчүлөр аз. Broadcom, Marvell, Intel жана башка бир нече оюнчулар гана рынокто толугу менен менчик чечимдерге ээ.
Marvell өткөн жылы VIA-LAST процессин колдонуп, 2.5D CPO технологиялык которгучун киргизген. Кремний оптикалык чипи иштетилгенден кийин, TSV OSAT иштетүү мүмкүнчүлүгү менен иштетилет, андан кийин электрдик чиптин триггери кремний оптикалык чипке кошулат. 16 оптикалык модуль жана Marvell Teralynx7 которгуч чипи 12,8 Тбит/сек которгуч ылдамдыгына жетишүү үчүн PCBде бири-бирине туташтырылган.
Бул жылкы OFC көргөзмөсүндө Broadcom жана Marvell ошондой эле оптоэлектрондук биргелешип таңгактоо технологиясын колдонгон 51,2 Тбит/сек ылдамдыктагы коммутатор чиптеринин эң акыркы муунун көрсөтүштү.
Broadcom компаниясынын акыркы муундагы CPO техникалык деталдарынан баштап, CPO 3D пакети аркылуу жогорку киргизүү/чыгаруу тыгыздыгына жетүү процессин жакшыртуу, CPOнун энергия керектөөсүн 5,5W/800G чейин жогорулатуу, энергиянын натыйжалуулук катышын жакшыртуу жана аткаруу абдан жакшы. Ошол эле учурда, Broadcom компаниясы 200Gbps жана 102,4T CPO бирдиктүү толкунуна өтүп жатат.
Cisco ошондой эле CPO технологиясына инвестициясын көбөйттү жана быйылкы OFCде CPO продуктусунун демонстрациясын өткөрүп, анын CPO технологиясынын топтолушун жана интеграцияланган мультиплексор/демультиплексордо колдонулушун көрсөттү. Cisco 51,2 ТБ коммутаторлордо CPOну пилоттук түрдө жайылтууну, андан кийин 102,4 ТБ коммутатор циклдеринде кеңири масштабда кабыл алууну жүргүзөрүн билдирди.
Intel көптөн бери CPO негизиндеги коммутаторлорду киргизип келет жана акыркы жылдары Intel Ayar Labs менен биргеликте жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү сигналдарды өз ара байланыштыруу чечимдерин изилдөө боюнча ишин улантып, оптоэлектрондук биргелешип таңгактоо жана оптикалык өз ара байланыштыруу түзмөктөрүн массалык түрдө өндүрүүгө жол ачты.
Сайылуучу модулдар дагы эле биринчи тандоо болгону менен, CPO алып келе турган жалпы энергиянын натыйжалуулугун жогорулатуу көбүрөөк өндүрүүчүлөрдү өзүнө тартып келет. LightCounting маалыматы боюнча, CPO жеткирүүлөрү 800G жана 1.6T портторунан бир кыйла көбөйө баштайт, 2024-жылдан 2025-жылга чейин акырындык менен коммерциялык түрдө жеткиликтүү боло баштайт жана 2026-жылдан 2027-жылга чейин ири көлөмдү түзөт. Ошол эле учурда, CIR фотоэлектрдик жалпы таңгактоо рыногунун кирешеси 2027-жылы 5,4 миллиард долларга жетет деп күтөт.
Ушул жылдын башында TSMC Broadcom, Nvidia жана башка ири кардарлар менен биргеликте кремний фотоника технологиясын, жалпы таңгактоочу оптикалык компоненттердин CPO жана башка жаңы продуктыларды, 45 нмден 7 нмге чейинки технологиялык процесстерди биргелешип иштеп чыгуу үчүн кол кармашаарын жарыялаган жана келерки жылдын экинчи жарымында көлөмдүк баскычка жетүү үчүн эң тез чоң заказды, 2025-жылы же андан да тезирээк аткарыла баштай турганын билдирген.
Фотондук түзүлүштөрдү, интегралдык микросхемаларды, таңгактоону, моделдөөнү жана симуляцияны камтыган тармактар аралык технологиялык тармак катары CPO технологиясы оптоэлектрондук синтез алып келген өзгөрүүлөрдү чагылдырат жана маалыматтарды берүүгө алып келген өзгөрүүлөр, албетте, кыйратуучу мүнөзгө ээ. CPOну колдонуу чоң эсептөө кубаттуулугунун жана жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн талаптарынын андан ары кеңейиши менен ири маалымат борборлорунда гана узак убакыт бою байкалса да, CPO фотоэлектрдик биргелешип мөөрлөө технологиясы жаңы согуш талаасына айланды.
CPOдо иштеген өндүрүүчүлөр жалпысынан 2025-жыл негизги түйүн болот деп эсептешет, ал дагы 102,4 Тбит/сек алмашуу ылдамдыгына ээ түйүн болуп саналат жана сайылуучу модулдардын кемчиликтери андан ары күчөйт. CPO колдонмолору жай келе берсе да, оптоэлектрондук биргелешип таңгактоо, албетте, жогорку ылдамдыктагы, жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү жана аз кубаттуулуктагы тармактарга жетүүнүн бирден-бир жолу.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 2-апрели