ວິວັດທະນາການ ແລະ ຄວາມຄືບໜ້າຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມທາງອີເລັກໂທຣນິກ CPO ພາກທີສອງ

ວິວັດທະນາການ ແລະ ຄວາມຄືບໜ້າຂອງ CPOອອບໂຕອີເລັກໂທຣນິກເຕັກໂນໂລຊີການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມກັນ

ການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມດ້ວຍແສງອີເລັກໂທຣນິກບໍ່ແມ່ນເທັກໂນໂລຢີໃໝ່, ການພັດທະນາຂອງມັນສາມາດຕິດຕາມກັບໄປໄດ້ຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1960, ແຕ່ໃນເວລານີ້, ການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມດ້ວຍແສງອີເລັກໂທຣນິກແມ່ນພຽງແຕ່ການຫຸ້ມຫໍ່ງ່າຍໆອຸປະກອນອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກຮ່ວມກັນ. ຮອດຊຸມປີ 1990, ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງໂມດູນການສື່ສານທາງແສງອຸດສາຫະກຳ, ການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມດ້ວຍແສງໄຟຟ້າໄດ້ເລີ່ມເກີດຂຶ້ນ. ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພະລັງງານການປະມວນຜົນທີ່ສູງ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການແບນວິດທີ່ສູງໃນປີນີ້, ການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມດ້ວຍແສງໄຟຟ້າ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີສາຂາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍອີກຄັ້ງ.
ໃນການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີ, ແຕ່ລະຂັ້ນຕອນຍັງມີຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ຕັ້ງແຕ່ CPO 2.5D ທີ່ສອດຄ້ອງກັບຄວາມຕ້ອງການ 20/50Tb/s, ຈົນເຖິງ CPO Chiplet 2.5D ທີ່ສອດຄ້ອງກັບຄວາມຕ້ອງການ 50/100Tb/s, ແລະສຸດທ້າຍໄດ້ຮັບຮູ້ CPO 3D ທີ່ສອດຄ້ອງກັບອັດຕາ 100Tb/s.

ແພັກເກດ CPO 2.5Dໂມດູນແສງແລະຊິບສະວິດເຄືອຂ່າຍຢູ່ໃນຊັ້ນຮອງພື້ນດຽວກັນເພື່ອຫຼຸດໄລຍະຫ່າງຂອງສາຍ ແລະ ເພີ່ມຄວາມໜາແໜ້ນຂອງ I/O, ແລະ CPO 3D ເຊື່ອມຕໍ່ IC ທາງແສງກັບຊັ້ນກາງໂດຍກົງເພື່ອບັນລຸການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງລະດັບ I/O ໜ້ອຍກວ່າ 50um. ເປົ້າໝາຍຂອງວິວັດທະນາການຂອງມັນແມ່ນຈະແຈ້ງຫຼາຍ, ເຊິ່ງແມ່ນເພື່ອຫຼຸດໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງໂມດູນການປ່ຽນແປງແສງໄຟຟ້າ ແລະ ຊິບສະວິດເຄືອຂ່າຍໃຫ້ຫຼາຍເທົ່າທີ່ຈະຫຼາຍໄດ້.
ໃນປະຈຸບັນ, ນ້ຳມັນດິບຍັງຢູ່ໃນໄລຍະເລີ່ມຕົ້ນ, ແລະຍັງມີບັນຫາຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຜົນຜະລິດຕໍ່າ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບຳລຸງຮັກສາສູງ, ແລະຜູ້ຜະລິດຈຳນວນໜ້ອຍໃນຕະຫຼາດສາມາດສະໜອງຜະລິດຕະພັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບນ້ຳມັນດິບໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່. ມີພຽງແຕ່ Broadcom, Marvell, Intel, ແລະ ຜູ້ຫຼິ້ນອື່ນໆອີກຈຳນວນໜຶ່ງເທົ່ານັ້ນທີ່ມີວິທີແກ້ໄຂທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງຢ່າງຄົບຖ້ວນໃນຕະຫຼາດ.
Marvell ໄດ້ນຳສະເໜີເທັກໂນໂລຢີສະວິດ CPO 2.5D ໂດຍໃຊ້ຂະບວນການ VIA-LAST ໃນປີກາຍນີ້. ຫຼັງຈາກຊິບ optical silicon ຖືກປະມວນຜົນແລ້ວ, TSV ຈະຖືກປະມວນຜົນດ້ວຍຄວາມສາມາດໃນການປະມວນຜົນຂອງ OSAT, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຊິບ flip-chip ໄຟຟ້າຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນຊິບ optical silicon. ໂມດູນ optical 16 ໂມດູນ ແລະຊິບສະວິດ Marvell Teralynx7 ໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໃນ PCB ເພື່ອສ້າງສະວິດ, ເຊິ່ງສາມາດບັນລຸອັດຕາການສະຫຼັບໄດ້ 12.8Tbps.

ໃນງານ OFC ປີນີ້, Broadcom ແລະ Marvell ຍັງໄດ້ສາທິດຊິບສະວິດລຸ້ນລ້າສຸດ 51.2Tbps ໂດຍໃຊ້ເທັກໂນໂລຢີການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມ optoelectronic.
ຈາກລາຍລະອຽດດ້ານເຕັກນິກ CPO ລຸ້ນລ່າສຸດຂອງ Broadcom, ຊຸດ CPO 3D ຜ່ານການປັບປຸງຂະບວນການເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງ I/O ທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການໃຊ້ພະລັງງານ CPO ເຖິງ 5.5W/800G, ອັດຕາສ່ວນປະສິດທິພາບພະລັງງານແມ່ນດີຫຼາຍ. ໃນເວລາດຽວກັນ, Broadcom ຍັງກຳລັງທະລຸໄປສູ່ຄື້ນດຽວຂອງ 200Gbps ແລະ CPO 102.4T.
Cisco ຍັງໄດ້ເພີ່ມການລົງທຶນໃນເຕັກໂນໂລຊີ CPO, ແລະ ໄດ້ສາທິດຜະລິດຕະພັນ CPO ໃນງານ OFC ປີນີ້, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການສະສົມ ແລະ ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີ CPO ຂອງຕົນໃນເຄື່ອງ multiplexer/demultiplexer ທີ່ປະສົມປະສານກັນຫຼາຍຂຶ້ນ. Cisco ກ່າວວ່າຈະດຳເນີນການທົດລອງການນຳໃຊ້ CPO ໃນສະວິດ 51.2Tb, ຕາມດ້ວຍການຮັບຮອງເອົາໃນຂະໜາດໃຫຍ່ໃນວົງຈອນສະວິດ 102.4Tb.
Intel ໄດ້ນຳສະເໜີສະວິດທີ່ອີງໃສ່ CPO ມາດົນແລ້ວ, ແລະໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້ Intel ໄດ້ສືບຕໍ່ເຮັດວຽກຮ່ວມກັບ Ayar Labs ເພື່ອຄົ້ນຫາວິທີແກ້ໄຂການເຊື່ອມຕໍ່ສັນຍານແບນວິດທີ່ສູງກວ່າທີ່ມີການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມກັນ, ເຊິ່ງເປັນການປູທາງໃຫ້ແກ່ການຜະລິດອຸປະກອນການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມ optoelectronic ແລະ optical interconnect ເປັນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ.
ເຖິງແມ່ນວ່າໂມດູນທີ່ສາມາດສຽບໄດ້ຍັງເປັນທາງເລືອກທຳອິດ, ແຕ່ການປັບປຸງປະສິດທິພາບພະລັງງານໂດຍລວມທີ່ CPO ສາມາດນຳມາໄດ້ນັ້ນໄດ້ດຶງດູດຜູ້ຜະລິດຫຼາຍຂຶ້ນເລື້ອຍໆ. ອີງຕາມ LightCounting, ການຂົນສົ່ງ CPO ຈະເລີ່ມເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກພອດ 800G ແລະ 1.6T, ຄ່ອຍໆເລີ່ມມີໃຫ້ບໍລິການທາງການຄ້າຕັ້ງແຕ່ປີ 2024 ຫາ 2025, ແລະສ້າງປະລິມານຂະໜາດໃຫຍ່ຕັ້ງແຕ່ປີ 2026 ຫາ 2027. ໃນເວລາດຽວກັນ, CIR ຄາດວ່າລາຍຮັບຕະຫຼາດຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ທັງໝົດຂອງ photoelectric ຈະບັນລຸ 5.4 ຕື້ໂດລາໃນປີ 2027.

ໃນຕົ້ນປີນີ້, TSMC ໄດ້ປະກາດວ່າຈະຮ່ວມມືກັບ Broadcom, Nvidia ແລະລູກຄ້າຂະໜາດໃຫຍ່ອື່ນໆເພື່ອຮ່ວມກັນພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີຊິລິໂຄນໂຟໂຕນິກ, ສ່ວນປະກອບ optical ບັນຈຸທົ່ວໄປ CPO ແລະຜະລິດຕະພັນໃໝ່ອື່ນໆ, ເຕັກໂນໂລຊີຂະບວນການຈາກ 45nm ເປັນ 7nm, ແລະກ່າວວ່າເຄິ່ງທີ່ສອງທີ່ໄວທີ່ສຸດຂອງປີໜ້າໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນຕອບສະໜອງຄຳສັ່ງຊື້ຂະໜາດໃຫຍ່, ປະມານປີ 2025 ເພື່ອບັນລຸຂັ້ນຕອນປະລິມານ.
ໃນຖານະທີ່ເປັນຂະແໜງເຕັກໂນໂລຊີສหรับສາຂາວິຊາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບອຸປະກອນໂຟໂຕນິກ, ວົງຈອນປະສົມປະສານ, ການຫຸ້ມຫໍ່, ການສ້າງແບບຈຳລອງ ແລະ ການຈຳລອງ, ເຕັກໂນໂລຊີ CPO ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນເຖິງການປ່ຽນແປງທີ່ເກີດຈາກການລວມຕົວຂອງອໍໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະ ການປ່ຽນແປງທີ່ນຳມາສູ່ການສົ່ງຂໍ້ມູນແມ່ນມີການໂຄ່ນລົ້ມຢ່າງບໍ່ຕ້ອງສົງໃສ. ເຖິງແມ່ນວ່າການນຳໃຊ້ CPO ອາດຈະເຫັນໄດ້ພຽງແຕ່ໃນສູນຂໍ້ມູນຂະໜາດໃຫຍ່ເປັນເວລາດົນນານເທົ່ານັ້ນ, ດ້ວຍການຂະຫຍາຍຕົວຕື່ມອີກຂອງພະລັງງານຄອມພິວເຕີຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການແບນວິດສູງ, ເຕັກໂນໂລຊີການປະທັບຕາຮ່ວມຂອງໂຟໂຕໄຟຟ້າ CPO ໄດ້ກາຍເປັນສະໜາມຮົບໃໝ່.
ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຜູ້ຜະລິດທີ່ເຮັດວຽກໃນ CPO ໂດຍທົ່ວໄປເຊື່ອວ່າປີ 2025 ຈະເປັນໂຫນດສຳຄັນ, ເຊິ່ງຍັງເປັນໂຫນດທີ່ມີອັດຕາແລກປ່ຽນ 102.4Tbps, ແລະຂໍ້ເສຍຂອງໂມດູນທີ່ສາມາດສຽບໄດ້ຈະຖືກຂະຫຍາຍອອກໄປຕື່ມອີກ. ເຖິງແມ່ນວ່າແອັບພລິເຄຊັນ CPO ອາດຈະມາຊ້າໆ, ແຕ່ການຫຸ້ມຫໍ່ຮ່ວມ opto-electronic ແມ່ນວິທີດຽວທີ່ຈະບັນລຸເຄືອຂ່າຍຄວາມໄວສູງ, ແບນວິດສູງ ແລະ ພະລັງງານຕ່ຳຢ່າງບໍ່ຕ້ອງສົງໃສ.