CPO — совместно упакованная оптика
Прямая интеграция оптических движков с коммутационными ASIC на общей подложке устраняет узкие места пропускной способности PCB, снижая энергопотребление на 30–50% и одновременно увеличивая плотность межсоединений до Tbps/мм.
Обзор
Совместно упакованная оптика (CPO) — это преобразующий подход, при котором оптический движок (лазеры, модуляторы, фотодетекторы) размещается совместно с коммутационным ASIC непосредственно на общей подложке. Устраняя длинные электрические дорожки на традиционных PCB, CPO резко снижает энергопотребление высокоскоростных электрических I/O — доминирующего узкого места по мощности в современных коммутаторах ЦОД — и одновременно повышает плотность пропускной способности до уровня Tbps/мм.
По мере масштабирования сетей ЦОД до 51.2T и выше ограничения подключаемой оптики по мощности и целостности сигнала становятся неприемлемыми. Ответом отрасли является CPO, который приближает преобразование оптики в электричество максимально близко к вычислительному кремнию. Это требует специализированных подложек — SOI для кремниевой фотоники (SiPh), InP для лазеров и LiNbO₃ для высокоскоростных модуляторов — которые GINECHIP поставляет с точностью и качеством, требуемыми производством фотонных интегральных схем (PIC).
Ключевые технологические особенности
Интеграция кремниевой фотоники
Пластины SOI с прецизионно контролируемой толщиной слоя BOX (0,5–3μm) служат фотонной платформой. Кремниевый волновод с высоким контрастом показателя преломления обеспечивает компактную маршрутизацию оптики с низкими потерями и мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) на одном чипе.
Интеграция InP-лазеров
Фосфид индия (InP) остается материалом выбора для полупроводниковых лазеров в O-диапазоне и C-диапазоне. GINECHIP поставляет эпитаксиальные пластины InP с прецизионно контролируемым составом слоев для DFB-лазеров, EML и SOA, используемых в источниках света CPO.
Высокоскоростные модуляторы LiNbO₃
Тонкопленочный ниобат лития (TFLN) на изоляторе позволяет создавать электрооптические модуляторы с полосой пропускания свыше 100 GHz и сверхнизким Vπ. Эти модуляторы необходимы для высокоскоростных оптических каналов I/O в архитектурах CPO.
Сборка совместной упаковки
Сборка CPO требует прецизионного монтажа кристаллов, оптической связи с низкими потерями (торцевые или решеточные соединители) и герметичной или почти герметичной упаковки. Подложка должна сохранять размерную стабильность при множественных термоциклах — ключевое преимущество стеклянных и кремниевых интерпозеров.
Решения GINECHIP
Пластины SOI с заказной толщиной BOX (0,5–3μm) и толщиной приборного слоя для кремниевой фотоники, с шероховатостью поверхности <0,2nm RMS для волноводов с низкими потерями.
Подложки из фосфида индия и эпитаксиальные структуры для лазерных диодов, фотодетекторов и полупроводниковых оптических усилителей в O-диапазоне и C-диапазоне.
Пластины ниобата лития на изоляторе (LNOI) для высокоскоростных электрооптических модуляторов с толщиной пленки от 300nm до 1μm на кремниевых или кварцевых носителях.
Услуги полировки CMP, обеспечивающие субнанометровую шероховатость поверхности оптического качества, необходимую для оптической связи с низкими потерями и изготовления волноводов.
Целевые применения
CPO в первую очередь ориентирован на коммутаторы гипермасштабных центров обработки данных (51.2T и выше), межсоединения кластеров AI/ML и вычислительные фабрики высокой производительности. К новым применениям относятся оптические I/O для связи чип-чип в многокристальных корпусах и оптические межсоединения для архитектур дезагрегированных вычислений.
Создайте свою платформу CPO
От SOI для кремниевой фотоники до лазеров InP и модуляторов LiNbO₃ — GINECHIP предоставляет полный портфель подложек для разработки и производства ваших CPO.