Статьи конференции По данным ЕКТС 2023,представилBroadcomизCPOтехнология(Прогресс Broadcom в области CPO)。Но в статьеизCPOпродукт Не совсемBroadcomпоследнее поколениеCPO,Недавно я случайно увидел фотографию во время гребли на Linkin.,Broadcom участвуетпоследнее поколение51.2T Здесь мы поделимся некоторыми техническими подробностями продуктов CPO.

Картина не особо ясна, но количество информации относительно богато. Новое поколение продуктов CPO в основном имеет четыре особенности: 1) FOWLP OE Прикрепите 2)Системная интеграция ODM 3)64-канальный EIC с драйвером CMOS и TIA 4) 64-канальный PIC FR4 со встроенным мультиплексором/демультиплексором

Прежде всего, в новом поколении продуктов CPO решение по упаковке оптического механизма изменено с последнего решения EIC TSV на более зрелое решение FOWLP. Полное название FOWLP — упаковка на уровне пластины с разветвлением. Это 2.5D-упаковочное решение, которое позволяет интегрировать несколько микросхем в один корпус, как показано на рисунке ниже, также называемое INFO (интегрированный разветвитель). Технология FOWLP изначально была разработана для решения проблемы, заключающейся в том, что по мере уменьшения площади чипа и увеличения количества интерфейсов ввода-вывода чип не может обеспечить достаточно места для размещения интерфейсов ввода-вывода. Поместите несколько чипов на несущую пластину одновременно, сформируйте новую пластину путем формования, а затем используйте слой RDL для разветвления интерфейса ввода-вывода внутри чипа за пределы чипа, достигая более высокой плотности ввода-вывода.

(Изображение взято с https://3dfabric.tsmc.com/japanese/dedicatedFoundry/technology/InFO.htm)

Broadcom не предоставила конкретных структурных схем упаковки EIC и PIC. Сяодуя нашел изображение кремниевого фотонного чипа Сингапура IME, использующего схему упаковки FOWLP, которую можно использовать для справки. С помощью технологии FOWLP VIA изготавливается методом литья и подает питание на EIC и PIC одновременно. В процессе FOWLP требуется особая защита области краевого соединителя.

(Изображение из документа 1)

Полное название ODM — производитель оригинального дизайна. Что касается системной интеграции ODM, Marvell также имеет аналогичное описание в своих продуктах CPO. Сотрудничая с производителями ODM, он получает поддержку экосистемы CPO. Это скорее бизнес-соображение.

Один PIC содержит 64 канала, а скорость одного канала составляет 100 Гбит/с. Один оптический чип объединяет 64 канала, что подчеркивает преимущества кремниевой фотоники в интеграции, но также предъявляет более строгие требования к производительности чипа. Из-за большого количества каналов, если по-прежнему будет использоваться одноволновое решение, количество соответствующих оптических волокон превысит 130, что не способствует оптической упаковке. Поэтому Broadcom использует встроенную в кристалл конструкцию Mux/DeMux. Один порт содержит сигналы четырех длин волн CWDM4, что значительно уменьшает количество оптических волокон. По простой оценке, всего для выхода Tx и входа Rx необходимо 32 оптических порта. Кроме того, один DFB может поддерживать 4 канала, а для входа лазера требуется 16 портов. Оптическая компоновка все еще очень сложна. Интеграция DeMux в кремниевые фотонные пластины всегда была проблемой в отрасли. В продуктах Intel и Luxtera используются внешние устройства DeMux, в то время как Huawei применяет решение на основе SiN-волноводов. Broadcom также следует принять аналогичное решение.

Электрический чип, соответствующий оптическому чипу, использует технологию CMOS, которая ограничивает размах выходного сигнала драйвера. В отличие от коммерческих чипов драйверов, использующих технологию BiCMOS, которые могут обеспечивать выходное напряжение 3–4 В (размах). Соответственно, создание кремниевых фотомодуляторов также сопряжено с проблемами. Сяодуя предполагает, что Broadcom, скорее всего, использует сегментированный дизайн MZM вместо традиционного дизайна TWMZM, как показано на рисунке ниже. Соответствующая конструкция распределенного драйвера также более сложна, и задержку необходимо строго контролировать. Ожидается, что благодаря использованию конструкции Segmented-MZM скорость одноканального сигнала будет увеличена до 200 Гбит/с. Luxtera также использует аналогичную конструкцию Segmented-MZM.

(Изображение из документа 2)

Согласно данным, представленным на официальном сайте, потребляемая мощность CPO нового поколения составляет 5,5 Вт/800 Гб, а соответствующий коэффициент энергоэффективности — 6,8 п Дж/бит. Это результат совместной разработки. оптимизация всей системы. В команду CPO Broadcom входят более 150 инженеров, работающих в различных профессиональных областях. Подробную информацию можно найти на официальном сайте компании по следующей ссылке: https://www.broadcom.com/blog. /broadcoms-persistent-cadence-copackaged-оптика-инновация.

Выше приведены некоторые предположения и анализ, основанные на одностраничном документе Broadcom. Они могут несколько отличаться от фактического плана. Они предназначены только для справки. Вы также можете оставить сообщение для обсуждения и исправления. В целом, в качестве решения для упаковки микросхем компания Broadcom выбрала решение FOWLP, которое является более зрелым и способствует массовому производству. чип DeMux. На следующем этапе Broadcom будет работать над одноволновой скоростью 200 Гбит/с для создания продуктов CPO 102,4T.

Ссылки: 1. С. Гурикутти и др., «Гетерогенно-интегрированный сборный оптический двигатель с обработкой на уровне пластины для гипермасштабных центров обработки данных», ECTC 2023. 2. П. Доббеларе, «Кремниевая фотонная платформа для крупносерийного производства»