Y10T131 Marvell:CPO产业生态及发展现状

更新时间:2024-05-10 09:05:45 阅读量:1860

2024OFC,Marvell有一个特邀报告和几个workshop观点分享,其中涉及到CPO、LPO、DSP等内容,我用两三天时间吧分别写一写他家的看法。

先说他们对CPO目前产业生态的状态介绍,主要收集的是北美厂家。


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Ranovus很早就在OFC上演示CPO,去年和AMD合作演示Demo,在GF流片,采用微环调制器,有集成激光器和外置激光器两套方案,我也写过好几篇他家技术内容,现在慢慢的看不到前两年那样的热闹劲头了。


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博通Broadcom,这两年在CPO的技术推进上,投入很多资源,演示了多个版本,采用MZ调制器结构,可插拔光学接口,外置激光器,采用3D封装,利用硅光集成,硅中介板,硅的集成电路,这三者之间材料一样热膨胀系数一致,提高可靠性,以及硅的半导体工艺支持短路径互联提高射频带宽。


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思科,收购了好几家硅光公司,属于商用领域的头部厂家之一,2023年演示3.2T CPO光引擎


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采用了集成FR4(也就是CWDM4)的MUX DeMUX,这个技术以及对生产一致性考虑的制造容差的优化,我写在2021合集里的。

思科采用载流子积累性调制原理,MZ调制器结构,多晶硅垂直分布PN结,实现每波长100G调制速率。


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思科采用钻石结构氮化硅多层分布降低温漂系数并扩大光斑,与光纤做低损耗耦合。与光纤的耦合损耗低于1dB

对比一下,Marvell没提其他家的耦合,我补充一下,Intel用V型槽氮化硅SSC与光纤带结构,以及玻璃3D打印波导的可插拔结构,方案比较多。博通用的透镜准直扩束结构,Marvell用的悬梁式氧化硅SSC做低损耗耦合,Ranovus是倒锥形的准悬梁结构(局部挖空)。


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思科后续考虑ELSFP外置激光器,与华为、博通等厂的选择是一样的。


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Marvell还提到IBM,IBM进入CPO领域很早很早,我在2020年OFC解析里提到过《热插拔与CPO之争》,他家2010年就开始做基于VCSEL的CPO,过程十分痛苦,在2023年更新到第二个阶段。

IBM和Finisar合作开发,Finisar后来历经了几次收购并购,改名为II VI,又改为Coherent,所以我加了个(原),采用COG(chip on glass)封装工艺,激光器芯片做2:1冗余配置,就是放一组备用激光器,防止VCSEL故障。


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VCSEL会用到氧化工艺,容易出现可靠性问题,一方面Finsiar采用冗余备份激光器来来提高可靠性,另一方面开始研究无氧化工艺的隧道结结构。

Y10T90 Coherent(原Finsiar)用于50GBd的无氧化物限制孔的 VCSEL

Y10T7 VCSEL水汽氧化失效风险的改善措施

除了Marvell提到的IBM的多模CPO,之前我也整理过其他厂家的多模CPO信息,包括Intel在2023年底也开始研究基于VCSEL的CPO,之让人震惊。


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接着是Intel CPO,这个我就不在Marvell的观点中多用文字描述Intel了,之前写过很多,OFC今年的进展,我还会再写Intel自己做的CPO演讲观点。


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Marvell自己,在2022年演示CPO,之前也部署过相关专利,我也写过他家的激光器、光纤、Driver、TIA组装,TSV通孔工艺.....,原来Inphi的硅光技术归入Marvell后,一直没有断,在热插拔模块、LPO、CPO都有用武之地的。


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今年,Marvell 将单通道速率提高到了200G/ch,做了3.2T演示,以及4个1.6T的复合组装工艺的Demo演示。


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收购Rockley技术的Mellanox后来被Nvidia收购,在2023年也做了CPO演示,其中一种方案采用光频梳多波长激光器,8%的电光效率,4mW输出功率,配合25Gbps微环调制器,可以达到2pj/bit

Y10T82 NVIDA:AI场景对硅光模块的要求,所以他家提出的方案是期待能耗将来可进一步降低到1.5pj/bit


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看一下Marvell对于CPO的总结


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5月18号,议题包括了LPO、CPO等模块的应用


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