Y8T71 博通CPO

更新时间:2022-03-12 09:03:01 阅读量:1916

今年OFC,博通提到了他家的硅光集成的CPO,基于TH4的25.6Tbps交换芯片上做的CPO封装。


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博通25.6T CPO交换机内部结构示意图,看一下内部结构啊,里边设计了容纳8个3.2T CPO光引擎的布局。总计25.6T


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但是,这次OFC演示装了一半,有点类似Intel去年OFC,也是设计了25.6T的容量,16x1.6T,只安装了一半做演示。


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光引擎设计了八个,但只安装了4个,这四个CPO引擎符合CPO V1.0的定义,采用了4个非制冷的ELS外置激光器,每个激光器支持1个3.2Tbps光引擎。


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选择CPO是为了解决热插拔光模块在高速率的传输时,电连接线的损耗太大而导致的功耗巨大。


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所以,博通的主题就是沿着如何降低功耗来做的分析,CPO的话需要更高密度的封装,来降低电信号连接距离,从而降低功耗。

调制器的选择,由于技术限制,采用的还是MZ调制器。


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他家给了一个名词SCIP,就是硅光芯片基于chiplets的多芯片封装技术,当然这些咱们写过不少。


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CPO采用SCIP工艺,通过TSV的小孔来缩短封装电信号连接距离,单位能耗有望从热插拔的24pJ/bit,降低到7pJ/bit


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其次,博通的CPO还考虑激光器的可靠性问题。他给出一个CPO引擎内置激光器,采用SCIP工艺的封装截面,我把这个灰度图做个颜色的框线


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做非比例的厚度,比如Intel等很多厂家就是这样的封装结构,激光器或Flip chip或异质键合在硅光的wafer上,但缺点就是可靠性隐患,才在CPO 1.0的MSA定义里,明确说,如果采用这种方式,需要按照1:2配置一组备用光源,一旦激光器失效,则立即切换到备用激光器。

Ranovus以前是异质键合的混合集成激光器,但由于老化等工艺导致的失效比例较大,制造成本居高不下,现在也考虑采用独立激光器封装老化,再与硅光芯片集成的低成本方案。

Y8T31 Ranovus用于硅光集成的激光器组件


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博通则采用外置激光器,与华为选择类似(2021合集下472页)

并且采用非制冷无TEC的设计来降低功耗。


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在光源模块温度50℃左右的壳温下,功耗小于8W,每纤功率20dBm,PCE为10%以上。

合集2021下的第362页有说明为什么DFB激光器的电光转换效率PCE比较小。


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博通的CPO交换机的功耗分析,博通给的一个饼图,我按照比例恢复的数字,不一定精确,但误差不大。


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另外,光模块与硅光集成相关技术与产业链解析是放在在3月26号的9:00-12:00, 14:00-17:00


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