CPO — Co-Packaged Optics
Die direkte Integration optischer Engines mit Switch-ASICs auf einem gemeinsamen Substrat beseitigt PCB-Bandbreitenengpässe und senkt die Leistungsaufnahme um 30–50%, während die Interconnect-Dichte auf Tbps/mm skaliert wird.
Übersicht
Co-Packaged Optics (CPO) ist ein transformativer Ansatz, bei dem die optische Engine (Laser, Modulatoren, Fotodetektoren) direkt zusammen mit dem Switch-ASIC auf einem gemeinsamen Substrat co-packaged wird. Durch den Wegfall der langen elektrischen Leiterbahnen auf herkömmlichen PCBs reduziert CPO den Energieverbrauch der elektrischen Hochgeschwindigkeits-I/O drastisch — den dominierenden Leistungsengpass moderner Rechenzentrums-Switches — und erhöht gleichzeitig die Bandbreitendichte auf Tbps/mm-Niveau.
Während Rechenzentrumsnetze auf 51,2T und darüber hinaus skalieren, werden die Leistungs- und Signalintegritätsgrenzen steckbarer Optik untragbar. CPO ist die Antwort der Branche und bringt die optisch-elektrische Wandlung so nah wie möglich an das Rechen-Silizium. Dies erfordert spezialisierte Substrate — Siliziumphotonik (SiPh) SOI, InP für Laser und LiNbO₃ für Hochgeschwindigkeitsmodulatoren —, die GINECHIP mit der Präzision und Qualität liefert, die die Fertigung photonischer integrierter Schaltungen (PIC) verlangt.
Wesentliche technologische Merkmale
Siliziumphotonik-Integration
SOI-Wafer mit präzise kontrollierter BOX-Schichtdicke (0,5–3μm) dienen als photonische Plattform. Der Silizium-Wellenleiter mit hohem Brechungsindexkontrast ermöglicht kompaktes, verlustarmes optisches Routing und Wellenlängenmultiplexing (WDM) auf einem einzigen Chip.
InP-Laser-Integration
Indiumphosphid (InP) bleibt das Material der Wahl für Halbleiterlaser im O-Band und C-Band. GINECHIP liefert InP-Epitaxiewafer mit präzise kontrollierter Schichtzusammensetzung für DFB-Laser, EMLs und SOAs, die in CPO-Lichtquellen eingesetzt werden.
LiNbO₃-Hochgeschwindigkeitsmodulatoren
Dünnfilm-Lithiumniobat (TFLN) auf Isolator ermöglicht elektrooptische Modulatoren mit einer Bandbreite von über 100 GHz und extrem niedrigem Vπ. Diese Modulatoren sind für die Hochgeschwindigkeits-Licht-I/O-Kanäle in CPO-Architekturen unerlässlich.
Co-Packaging-Montage
Die CPO-Montage erfordert präzises Die-Attach, verlustarme optische Kopplung (Kanten- oder Gitterkoppler) und hermetische oder nahezu hermetische Verpackung. Das Substrat muss seine Dimensionsstabilität über mehrere thermische Zyklen hinweg bewahren — ein entscheidender Vorteil von Glas- und Silizium-Interposern.
GINECHIP-Lösungen
SOI-Wafer mit kundenspezifischer BOX-Dicke (0,5–3μm) und Bauelementeschichtdicke für die Siliziumphotonik, mit Oberflächenrauheit <0,2nm RMS für verlustarme Wellenleiter.
Indiumphosphid-Substrate und epitaxiale Strukturen für Laserdioden, Fotodetektoren und optische Halbleiterverstärker im O-Band und C-Band.
Lithiumniobat-auf-Isolator-(LNOI-)Wafer für Hochgeschwindigkeits-Elektrooptikmodulatoren mit Filmdicken von 300nm bis 1μm auf Silizium- oder Quarzträgern.
CMP-Polierdienste, die eine Sub-Nanometer-Oberflächenrauheit für Oberflächen in optischer Qualität erzielen — unerlässlich für verlustarme optische Kopplung und Wellenleiterfertigung.
Zielanwendungen
CPO richtet sich in erster Linie auf Switches für Hyperscale-Rechenzentren (51,2T und darüber hinaus), AI/ML-Cluster-Interconnects und Hochleistungs-Computing-Fabrics. Neue Anwendungen umfassen optische I/O für die Chip-zu-Chip-Kommunikation in Multi-Die-Packages und optische Interconnects für disaggregierte Computing-Architekturen.
Bauen Sie Ihre CPO-Plattform
Von Siliziumphotonik-SOI über InP-Laser bis hin zu LiNbO₃-Modulatoren bietet GINECHIP das komplette Substratportfolio für Ihre CPO-Entwicklung und -Produktion.