CPO — 공동 패키지 광학
광 엔진을 스위치 ASIC과 공통 기판에서 직접 통합하여 PCB 대역폭 병목을 제거하고, 전력을 30–50% 절감하는 동시에 상호 연결 밀도를 Tbps/mm로 확장합니다.
개요
공동 패키지 광학(CPO)은 광 엔진(레이저, 변조기, 광검출기)을 스위치 ASIC과 함께 공통 기판에 직접 공동 패키징하는 혁신적 접근 방식입니다. 기존 PCB의 긴 전기 배선을 제거함으로써 CPO는 고속 전기 I/O의 전력 소비——현대 데이터센터 스위치의 주요 전력 병목——를 극적으로 줄이는 동시에 대역폭 밀도를 Tbps/mm 수준으로 높입니다.
데이터센터 네트워크가 51.2T 이상으로 확장됨에 따라 플러거블 광학의 전력 및 신호 무결성 한계는 지속 불가능해집니다. CPO는 업계의 해답으로, 광-전 변환을 연산 실리콘에 최대한 가깝게 이동시킵니다. 이를 위해서는 특수 기판——실리콘 포토닉스(SiPh) SOI, 레이저용 InP, 고속 변조기용 LiNbO₃——이 필요하며, GINECHIP은 광집적회로(PIC) 제조가 요구하는 정밀도와 품질로 이를 공급합니다.
핵심 기술 특징
실리콘 포토닉스 통합
BOX 층 두께를 정밀하게 제어한 SOI 웨이퍼(0.5–3μm)가 포토닉 플랫폼으로 사용됩니다. 굴절률 대비가 높은 실리콘 도파관은 단일 칩에서 소형·저손실 광 라우팅과 파장분할다중화(WDM)를 가능하게 합니다.
InP 레이저 통합
인듐 인화물(InP)은 O-밴드와 C-밴드 반도체 레이저의 최적 소재로 남아 있습니다. GINECHIP은 CPO 광원에 사용되는 DFB 레이저, EML, SOA용으로 층 조성을 정밀하게 제어한 InP 에피택셜 웨이퍼를 공급합니다.
LiNbO₃ 고속 변조기
절연체 위 박막 리튬 나이오베이트(TFLN)는 대역폭 100 GHz를 초과하고 Vπ가 극히 낮은 전기광학 변조기를 구현합니다. 이러한 변조기는 CPO 아키텍처의 고속 광 I/O 채널에 필수적입니다.
공동 패키징 조립
CPO 조립에는 정밀 다이 부착, 저손실 광 결합(에지 또는 그레이팅 커플러), 그리고 기밀 또는 준기밀 패키징이 필요합니다. 기판은 여러 열 사이클에 걸쳐 치수 안정성을 유지해야 하며, 이는 유리 및 실리콘 인터포저의 핵심 이점입니다.
GINECHIP 솔루션
실리콘 포토닉스용 맞춤형 BOX 두께(0.5–3μm)와 소자층 두께를 갖춘 SOI 웨이퍼로, 저손실 도파관을 위한 표면 거칠기 <0.2nm RMS를 제공합니다.
O-밴드와 C-밴드의 레이저 다이오드, 광검출기, 반도체 광증폭기용 인듐 인화물 기판 및 에피택셜 구조.
절연체 위 리튬 나이오베이트(LNOI) 웨이퍼로, 고속 전기광학 변조기용이며 실리콘 또는 석영 캐리어 위에 300nm에서 1μm의 박막 두께를 제공합니다.
광학 품질 표면을 위한 서브나노미터 표면 거칠기를 달성하는 CMP 연마 서비스로, 저손실 광 결합과 도파관 제조에 필수적입니다.
대상 응용 분야
CPO는 주로 하이퍼스케일 데이터센터 스위치(51.2T 이상), AI/ML 클러스터 상호 연결, 고성능 컴퓨팅 패브릭을 대상으로 합니다. 신규 응용 분야로는 멀티 다이 패키지의 칩 간 통신용 광 I/O와 분리형 컴퓨팅 아키텍처용 광 상호 연결이 있습니다.