تطور وتقدم تكنولوجيا التغليف المشترك الإلكترونية الضوئية CPO الجزء الثاني

تطور وتقدم CPOالضوئيةتكنولوجيا التعبئة والتغليف المشترك

التعبئة والتغليف المشترك الإلكتروني البصري ليست تقنية جديدة، ويمكن إرجاع تطورها إلى ستينيات القرن العشرين، ولكن في هذا الوقت، يعد التغليف المشترك الكهروضوئي مجرد حزمة بسيطة منالأجهزة الإلكترونية الضوئيةمعاً. بحلول التسعينيات، مع ظهوروحدة الاتصالات البصريةبدأت صناعة التغليف المشترك الكهروضوئي في الظهور. مع تزايد قوة الحوسبة العالية والطلب العالي على النطاق الترددي هذا العام، حظيت التعبئة والتغليف الكهروضوئي المشترك وتكنولوجيا الفروع المرتبطة به مرة أخرى بالكثير من الاهتمام.
في تطور التكنولوجيا، كل مرحلة لها أيضًا أشكال مختلفة، بدءًا من 2.5D CPO الموافق لطلب 20/50 تيرابايت/ثانية، إلى 2.5D Chiplet CPO المطابق لطلب 50/100 تيرابايت/ثانية، وأخيرًا تحقيق 3D CPO الموافق 100 تيرابايت/ثانية معدل.

حزم 2.5D CPOالوحدة البصريةورقاقة تبديل الشبكة الموجودة على نفس الركيزة لتقصير مسافة الخط وزيادة كثافة الإدخال/الإخراج، ويقوم CPO ثلاثي الأبعاد بتوصيل IC البصري مباشرة بالطبقة الوسيطة لتحقيق التوصيل البيني لمسافة الإدخال/الإخراج التي تقل عن 50um. الهدف من تطورها واضح جدًا، وهو تقليل المسافة بين وحدة التحويل الكهروضوئية ورقاقة تبديل الشبكة قدر الإمكان.
في الوقت الحاضر، لا يزال CPO في بداياته، ولا تزال هناك مشاكل مثل انخفاض الإنتاجية وارتفاع تكاليف الصيانة، ويمكن لعدد قليل من الشركات المصنعة في السوق توفير المنتجات ذات الصلة بـ CPO بشكل كامل. فقط Broadcom وMarvell وIntel وحفنة من اللاعبين الآخرين لديهم حلول مملوكة بالكامل في السوق.
قدمت Marvell محول تقنية 2.5D CPO باستخدام عملية VIA-LAST العام الماضي. بعد معالجة شريحة السيليكون الضوئية، تتم معالجة TSV بقدرة معالجة OSAT، ثم تتم إضافة الشريحة الكهربائية إلى شريحة السيليكون الضوئية. يتم ربط 16 وحدة بصرية وشريحة التبديل Marvell Teralynx7 على PCB لتشكيل مفتاح، والذي يمكنه تحقيق معدل تحويل يبلغ 12.8 تيرابايت في الثانية.

وفي معرض OFC لهذا العام، عرضت شركتا Broadcom وMarvell أيضًا أحدث جيل من شرائح التبديل بسرعة 51.2 تيرابت في الثانية باستخدام تقنية التغليف المشترك الإلكترونية الضوئية.
من أحدث جيل من التفاصيل الفنية لـ CPO من Broadcom، حزمة CPO 3D من خلال تحسين العملية لتحقيق كثافة إدخال/إخراج أعلى، واستهلاك طاقة CPO إلى 5.5 وات/800 جيجا، ونسبة كفاءة الطاقة هي أداء جيد جدًا. وفي الوقت نفسه، تخترق Broadcom أيضًا موجة واحدة تبلغ سرعتها 200 جيجابت في الثانية و102.4T CPO.
كما قامت Cisco أيضًا بزيادة استثماراتها في تقنية CPO، وقدمت عرضًا توضيحيًا لمنتج CPO في OFC لهذا العام، موضحًا تراكم تكنولوجيا CPO وتطبيقها على جهاز تعدد إرسال/إزالة تعدد إرسال أكثر تكاملاً. قالت شركة Cisco إنها ستجري نشرًا تجريبيًا لـ CPO في محولات بسعة 51.2 تيرابايت، يتبعها اعتماد واسع النطاق في دورات محولات بسعة 102.4 تيرابايت
لقد قدمت إنتل منذ فترة طويلة محولات تعتمد على CPO، وفي السنوات الأخيرة واصلت إنتل العمل مع Ayar Labs لاستكشاف حلول الربط البيني للإشارة ذات النطاق الترددي العالي المعبأة بشكل مشترك، مما يمهد الطريق لإنتاج كميات كبيرة من أجهزة التغليف الإلكتروني البصري وأجهزة التوصيل البيني الضوئية.
على الرغم من أن الوحدات القابلة للتوصيل لا تزال الخيار الأول، إلا أن التحسين الشامل لكفاءة الطاقة الذي يمكن أن يحققه CPO قد اجتذب المزيد والمزيد من الشركات المصنعة. وفقًا لـ LightCounting، ستبدأ شحنات CPO في الزيادة بشكل كبير من منافذ 800G و1.6T، وستبدأ تدريجيًا في التوفر تجاريًا من عام 2024 إلى 2025، وتشكل حجمًا واسع النطاق من 2026 إلى 2027. وفي الوقت نفسه، تتوقع CIR أن ستصل إيرادات السوق من إجمالي التغليف الكهروضوئي إلى 5.4 مليار دولار في عام 2027.

في وقت سابق من هذا العام، أعلنت TSMC أنها ستتعاون مع Broadcom وNvidia وغيرهم من العملاء الكبار للتطوير المشترك لتقنية الضوئيات السيليكونية والمكونات الضوئية للتغليف المشتركة CPO وغيرها من المنتجات الجديدة، وتكنولوجيا المعالجة من 45 نانومتر إلى 7 نانومتر، وقالت إن أسرع النصف الثاني من العام المقبل بدأ تلبية الطلب الكبير، 2025 أو نحو ذلك للوصول إلى مرحلة الحجم.
باعتبارها مجالًا تكنولوجيًا متعدد التخصصات يشتمل على الأجهزة الضوئية والدوائر المتكاملة والتعبئة والنمذجة والمحاكاة، تعكس تقنية CPO التغييرات التي أحدثها الاندماج الإلكتروني البصري، ولا شك أن التغييرات التي تم إدخالها على نقل البيانات هدامة. على الرغم من أن تطبيق CPO لا يمكن رؤيته إلا في مراكز البيانات الكبيرة لفترة طويلة، مع التوسع الإضافي في قوة الحوسبة الكبيرة ومتطلبات النطاق الترددي العالي، أصبحت تقنية الختم المشترك الكهروضوئي CPO ساحة معركة جديدة.
يمكن ملاحظة أن الشركات المصنعة العاملة في CPO تعتقد عمومًا أن عام 2025 سيكون عقدة رئيسية، وهي أيضًا عقدة بمعدل صرف يبلغ 102.4 تيرابايت في الثانية، وسيتم تضخيم عيوب الوحدات القابلة للتوصيل بشكل أكبر. على الرغم من أن تطبيقات CPO قد تأتي ببطء، إلا أن التغليف المشترك الإلكتروني البصري هو بلا شك الطريقة الوحيدة لتحقيق سرعة عالية وعرض نطاق ترددي عالٍ وشبكات منخفضة الطاقة.