深刻解讀光電合封CPO發(fā)展之路！2024光電合封CPO及異質(zhì)集成前瞻技術(shù)展示交流會(huì)圓滿落幕！

大會(huì)風(fēng)采 CPO2024

由杭州市會(huì)展集團(tuán)、易貿(mào)汽車聯(lián)合舉辦的2024光電合封CPO及異質(zhì)集成前瞻技術(shù)展示交流會(huì)在業(yè)界同仁的鼎力支持下于9月27日在杭州隆重召開，繼續(xù)攜手半導(dǎo)體材料供應(yīng)商、光芯片廠商、光器件廠商、光模塊廠商、交換機(jī)、OSAT、系統(tǒng)集成商、散熱解決方案商、測(cè)試&驗(yàn)證廠商、科研院所、數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商等上下游產(chǎn)業(yè)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和政府部門代表等300余位與會(huì)專家，共同深入探討硅基光電子異質(zhì)集成技術(shù)及CPO的最新進(jìn)展、應(yīng)用實(shí)例和未來發(fā)展方向。

核心議題搶先預(yù)覽  /key Topics

◆CPO技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)？

◆業(yè)界始終沒有下定使用CPO決心的主要原因？

◆CPO對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的影響如何巨大？

◆AI算力集群對(duì)CPO有什么需求？

◆CPO技術(shù)標(biāo)椎？

◆英特爾和思科如何針對(duì)CPO發(fā)展布局？

◆CPO技術(shù)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)？

◆光I/O技術(shù)如何發(fā)展？

◆多材料的異質(zhì)集成工藝如何發(fā)展？

◆CPO 和OIO技術(shù)的區(qū)別、應(yīng)用和瓶頸？

◆光子集成技術(shù)在AI驅(qū)動(dòng)的分布式算力集群架構(gòu)中的應(yīng)用？

◆CPO交換機(jī)發(fā)展機(jī)遇和如何落地？

◆薄膜鈮酸鋰光電芯片以及硅基異質(zhì)集成？

圍繞上述話題，由來自Lightcounting、中國(guó)計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA），無錫芯光互連技術(shù)研究院，中科院計(jì)算所、華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院和武漢光電國(guó)家研究中心、北京大學(xué)電子學(xué)院、英特爾、中興通訊、Cisco、北京郵電大學(xué)集成電路學(xué)院、蘇州海光芯創(chuàng)光電、新華三、浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院研究院等企業(yè)的技術(shù)領(lǐng)頭人和產(chǎn)品專家為大家分享他們對(duì)行業(yè)的深刻解讀。

精彩發(fā)言回顧

9月27日上午

光電合封CPO及異質(zhì)集成技術(shù)專場(chǎng)

27號(hào)上午大會(huì)首先亮相的重磅演講嘉賓由來自國(guó)際知名專業(yè)機(jī)構(gòu)Lightcounting，分析師，曹麗女士以《CPO的發(fā)展與趨勢(shì)分析》為主題進(jìn)行精彩剖析。她首先回顧了CPO提出的目標(biāo)和發(fā)展的情況，CPO提出的初衷主要是降低功耗，目標(biāo)是超過30%,從這個(gè)方面看是達(dá)到了目標(biāo)，并且這幾年CPO技術(shù)也一直在進(jìn)步。但是由于客戶對(duì)可靠性和可維護(hù)性等問題的擔(dān)心，以及可插拔技術(shù)路線的進(jìn)步（單通道達(dá)到200Gb/s,LPO低功耗方案的提出）CPO的規(guī)模商用進(jìn)程被往后推遲。但是CPO技術(shù)路線也沒有放棄進(jìn)一步努力。以博通為例,它在今年夏天的一次會(huì)議上視頻演示了它的CPO生產(chǎn)流程，高度自動(dòng)化生產(chǎn)和測(cè)試流程，有望將CPO的可靠性水平提高到符合期望。

另外一個(gè)機(jī)會(huì)點(diǎn)是AI帶來的，這是該演講的第二部分內(nèi)容。曹麗介紹了AI發(fā)展的現(xiàn)狀，以及從芯片到集群層面互聯(lián)上存在的瓶頸。整體上來講，從芯片內(nèi)部Die to Die 互聯(lián)，計(jì)算到存儲(chǔ)單元互聯(lián)，到XPU-XPU之間的互聯(lián)上都有很大的改善空間，主要是在帶寬密度和功耗效率方面。業(yè)界為了解決這些問題進(jìn)行了創(chuàng)新，光IO是一個(gè)新方向。

光IO技術(shù)和CPO技術(shù)有差異但是也有共性，包括它們都使用硅光方案，以及需要高密度的封裝技術(shù)。可以說Intel在做的OCI和Broadcom發(fā)布的芯片上的光IO，這些都是光電共封裝的新形式。從這些方面看，這與可插拔模塊也并不矛盾，可插拔模塊使用硅光方案的比例也越來越高了。

最后曹麗分享了Lightcounting的幾個(gè)相關(guān)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，包括對(duì)CPO的預(yù)測(cè)以及硅光的預(yù)測(cè)等。Lightcounting對(duì)CPO/OIO的市場(chǎng)比較有信心，相信客戶會(huì)逐漸開始嘗試使用并促進(jìn)技術(shù)到市場(chǎng)的成熟。

數(shù)據(jù)中心容量快速增長(zhǎng)推動(dòng)光模塊速率持續(xù)增加，過去12年通信速率的增長(zhǎng)需要推動(dòng)著交換機(jī)帶寬每?jī)赡攴槐?，光模塊的帶寬以及封裝形式也持續(xù)保持演進(jìn)。當(dāng)前生成式AI的火熱推動(dòng)了大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，進(jìn)而催生了高速光模塊的海量需求。

隨后出場(chǎng)的特邀嘉賓由來自中國(guó)計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA）秘書長(zhǎng)，無錫芯光互連技術(shù)研究院院長(zhǎng)，中科院計(jì)算所研究員，郝沁汾先生帶來題目為《后摩爾時(shí)代的芯片級(jí)光互連技術(shù)與中國(guó)CPO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的精彩發(fā)言。

其首先表示傳統(tǒng)光模塊難以滿足未來帶寬和功耗的增長(zhǎng)，光電共封裝（CPO）應(yīng)運(yùn)而生，它是一種區(qū)別于傳統(tǒng)基于可插拔光模塊的封裝技術(shù)，它是將光器件、驅(qū)動(dòng)芯片與業(yè)務(wù)專用集成電路集成在同一封裝基板上的光電融合技術(shù)。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，CPO預(yù)計(jì)在2030成為主導(dǎo)技術(shù)。隨后其對(duì)我國(guó)原生CPO標(biāo)準(zhǔn)概況展開詳細(xì)陳述，相較于其他標(biāo)準(zhǔn)組織，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)還制定了服務(wù)器側(cè)網(wǎng)卡的光學(xué)引擎規(guī)格（400Gbps）等。

其指出CPO場(chǎng)景中未來可能都將采用線性直驅(qū)光學(xué)引擎方案，線性直驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成立項(xiàng)擬制訂統(tǒng)一的接口規(guī)格，而研究院正在牽頭制訂《線性直驅(qū)光模塊互連技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)已于2024年4月正式立項(xiàng)。其表示Switch、服務(wù)器都能在LPO中實(shí)現(xiàn)低BER互連，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)工作組正在與盛科/希烽/立訊/熹聯(lián)/協(xié)同測(cè)試LPO模塊，仍然需要更多模塊廠商的參與。

隨后其系統(tǒng)展開了對(duì)CPO技術(shù)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)的深度剖析，首先其指出連接器生態(tài)是CPO大規(guī)模商用需要解決的最主要問題，CPO交換機(jī)需要克服巨大的散熱挑戰(zhàn)，仿真表明在5m/s的風(fēng)速下, 16個(gè)CPO 模塊 (2 x 800G optic transceiver chip), 交換芯片的溫度可以達(dá)到 151.76℃。同時(shí)光電芯片合封需要解決不同材料間的熱應(yīng)力問題，光電合封過程的復(fù)雜性與材料特性導(dǎo)致還存在可靠性風(fēng)險(xiǎn)，例如PIC 多為SOI、III-V材料，硬度較低，脆性較強(qiáng)，合封過程PIC往往需要與多種材料接觸，造成極大的可靠性風(fēng)險(xiǎn)。

然而適合CPO場(chǎng)景的光芯片組件有待成熟，偏振不敏感端面耦合器、超緊湊低功耗微環(huán)調(diào)制器、波導(dǎo)型PIN PD、SOI片上Mux/DeMux組件有待Foundry開發(fā)成熟PDK。目前大部分硅光芯片設(shè)計(jì)企業(yè)推出的產(chǎn)品僅適用于可插拔光模塊，CPO場(chǎng)景對(duì)硅光器件的尺寸要求極為嚴(yán)格，然而這些器件流片僅被極少數(shù)硅光Foundry掌握，這依賴于新的設(shè)計(jì)和工藝來克服當(dāng)前的技術(shù)挑戰(zhàn)。

接著其指出CPO模塊尺寸小需要更高集成度的光電子芯片設(shè)計(jì)，當(dāng)前商用分立硅光芯片仍然難以滿足CPO場(chǎng)景，依賴于Foundry和硅光芯片設(shè)計(jì)廠商的共同推動(dòng)。倒裝硅光光芯片有待成熟，倒裝硅光芯片相較于WB硅光芯片在高集成度、尺寸小、頂部散熱等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，然而硅光芯片中的TSV工藝仍存在挑戰(zhàn)。其強(qiáng)調(diào)開發(fā)適配可插拔光學(xué)連接器的耦合封裝工藝勢(shì)在必行，CPO光學(xué)引擎缺乏統(tǒng)一的可插拔光纖連接器，這將對(duì)耦合工藝方案的開發(fā)提出了新挑戰(zhàn)；單個(gè)CPO交換機(jī)的高通道數(shù)對(duì)耦合封裝良率提出了極高要求。

最后其對(duì)現(xiàn)有工作做了詳細(xì)介紹，包括1.6T CPO模塊開發(fā)情況，其表示1.6T光學(xué)引擎，采用線性直驅(qū)技術(shù)，基于4×400G架構(gòu)，單通道100Gbps速率，基于COB方案。其表示研究院目前在CPO技術(shù)開發(fā)上已具備全套技術(shù)開發(fā)能力。

由于光本身并不具備實(shí)用化的全光控制和存儲(chǔ)能力，目前任何實(shí)用化的集成光路必然有電的參與。不管是傳統(tǒng)光電系統(tǒng)還是新興的光電融合芯片，電的參與均是必須的。兩者的區(qū)別并不在于是否有電的參與，而在于光與電結(jié)合的程度和方式。

光電合封CPO及異質(zhì)集成大會(huì)第三位特邀演講嘉賓由來自華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院和武漢光電國(guó)家研究中心雙聘教授，博導(dǎo)，譚旻先生針對(duì)《面向智能計(jì)算的多通道光互連研究進(jìn)展》為主題做了系統(tǒng)闡述。其首先對(duì)智算光互連芯片發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入剖析，表示單芯片算力和模型規(guī)模帶來的算力需求存在失配，兩者鴻溝不斷擴(kuò)大。通過硬件進(jìn)行算力堆疊是主流途徑，國(guó)際大公司均在開展相關(guān)研究。隨著互連速率不斷提升，但是受限于物理傳輸極限和封裝功耗，電互連難以持續(xù)。

光學(xué)互連，特別是近幾年興起的光I/O技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的帶寬功率密度，有望成為數(shù)據(jù)中心互連的顛覆性方案。其指出除一次性制備成本外，還有功耗成本，長(zhǎng)期使用則光I/O方案有望全面超越其他方案，規(guī)模能夠降低成本，但是長(zhǎng)期可靠性是重要挑戰(zhàn)，光I/O與IPoser呈兼容關(guān)系，需要和OIO結(jié)合使用。智算光互連多通道發(fā)展趨勢(shì)是單通信速率有限，多維多通道是未來發(fā)展趨勢(shì)。

接著其介紹到多通道微環(huán)光I/O技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：系統(tǒng)芯片、建模仿真、參數(shù)穩(wěn)定、模擬前端、高效供電、先進(jìn)封裝、散熱管理、量產(chǎn)測(cè)試等。隨后其介紹到光電融合層級(jí)與鏈路級(jí)光電融合，鏈路級(jí)建模仿真必要性，其表示閉環(huán)是關(guān)鍵，EDA平臺(tái)兼容緊湊建模是核心問題，并對(duì)光器件緊湊建模7大關(guān)鍵挑戰(zhàn)做了詳細(xì)解析。隨后其對(duì)多維光參數(shù)閉環(huán)控制技術(shù)展開系統(tǒng)陳述，其表示光參數(shù)穩(wěn)定性根源：制備隨機(jī)性+動(dòng)態(tài)隨機(jī)性，最后其針對(duì)智算光互連技術(shù)未來進(jìn)行系統(tǒng)展望，強(qiáng)調(diào)性能不斷提升的光互連有望突破馮諾依曼瓶頸。

其總結(jié)到多維微環(huán)光IO是主流路徑，提前布局方能贏在起跑線，而光電融合技術(shù)演進(jìn)路線圖規(guī)律是：器件(device)->回路(circuit)->系統(tǒng)(systems)，最后其強(qiáng)調(diào)光電信息產(chǎn)業(yè)，特別是光電融合芯片，是有條件率先實(shí)現(xiàn)突破的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。光電全集成并不是發(fā)展光電融合芯片設(shè)計(jì)的前提條件。通過封裝混合集成的形式滿足實(shí)用化需求，同時(shí)通過規(guī)?；a(chǎn)降低成本，形成利潤(rùn)收入后再投入技術(shù)升級(jí)逐步邁向片內(nèi)融合，才可能最終形成產(chǎn)業(yè)迭代。

近些年來硅光異質(zhì)異構(gòu)集成技術(shù)吸引了廣泛的關(guān)注。該技術(shù)路線以硅作為襯底，結(jié)合了不同材料的集成，即發(fā)揮了硅大尺寸晶圓的量產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，又滿足了多種功能的需求。目前以Intel為代表的先進(jìn)硅光產(chǎn)線已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了硅基三五族異質(zhì)集成平臺(tái)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了包含激光器與放大器的全集成硅光芯片的量產(chǎn)。

接下來發(fā)言的特邀嘉賓由來自北京大學(xué)博雅青年學(xué)者，電子學(xué)院研究員，助理教授，博導(dǎo)，常林先生以《異質(zhì)集成硅光技術(shù)》為主題做精彩介紹, 其首先指出硅光技術(shù)的最終目標(biāo)是芯片化、大規(guī)模量產(chǎn)所有的光學(xué)系統(tǒng)（萬億規(guī)模），根據(jù)Yole的預(yù)計(jì)，硅基光電子將長(zhǎng)期保持35%以上的年化增長(zhǎng)率，其應(yīng)用的范圍也將從目前數(shù)據(jù)中心通信占主導(dǎo)，逐發(fā)展為高性能計(jì)算、自動(dòng)駕駛、生物醫(yī)療等領(lǐng)域多點(diǎn)開花的局面。

其表示光子芯片: 完整的光學(xué)系統(tǒng)所需的功能一般需要多種材料來實(shí)現(xiàn)，因此需要多材料的異質(zhì)集成工藝，多材料集成是當(dāng)前硅光技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸之一， 隨后其對(duì)異質(zhì)集成硅光平臺(tái)做了詳細(xì)剖析，其介紹到晶圓級(jí)別硅基異質(zhì)集成平臺(tái)所有工藝均為晶圓級(jí)別，面向未來的大規(guī)模量產(chǎn)。而近年來快速發(fā)展的各種材料，如超低損耗的氮化硅、具有高效電光調(diào)制效應(yīng)的鈮酸鋰/鉭酸鋰、磁性材料等，也紛紛在硅基上實(shí)現(xiàn)了集成和晶圓級(jí)別加工。得益于這些平臺(tái)，新型的集成器件也紛紛涌現(xiàn)，如超窄線寬激光器、微腔光頻梳、高性能電光調(diào)制器等，極大提升了集成光學(xué)的性能。多種集成方式結(jié)合的硅光工藝包括沉積、晶圓鍵合、芯片鍵合等，多材料異質(zhì)集成平臺(tái)是多種材料結(jié)合，滿足不同應(yīng)用需求.

隨后其對(duì)先進(jìn)集成光源技術(shù)展開系統(tǒng)解說，介紹到多材料芯片化激光器具有高品質(zhì)因子, 高非線性, 可調(diào)諧能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其表示集成光學(xué)的高Q微腔與激光器的耦合，可以帶來了一系列的優(yōu)勢(shì)，包括：壓窄線寬，降低噪聲、 高非線性、調(diào)諧能力、隔離器（基于非線性），氮化硅與磷化銦集成的激光器突破了傳統(tǒng)激光器的噪聲局限性，實(shí)現(xiàn)了亞Hz線寬的的片上光源。

氮化硅與磷化銦的集成實(shí)現(xiàn)了光頻梳的芯片化和晶圓級(jí)別的生產(chǎn)工藝，有望極大拓展光子芯片的應(yīng)用。鈮酸鋰與磷化銦集成的激光器突破了傳統(tǒng)激光器的調(diào)諧限制，實(shí)現(xiàn)了調(diào)諧速度超過100MHz的FMCW激光器。磷化銦與氮化硅的集成，實(shí)現(xiàn)了基于非線性效應(yīng)的集成隔離器，在片上激光器的功率下，隔離度達(dá)到了14dB以上。

在應(yīng)用領(lǐng)域異質(zhì)集成硅光技術(shù)將賦予集成光路高性能光源、高性能調(diào)制器、高效率非線性器件、低損耗波導(dǎo)等一系列能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高度復(fù)雜的片上光學(xué)系統(tǒng)。同時(shí)異質(zhì)集成硅光技術(shù)為精密測(cè)量系統(tǒng)的大規(guī)模量產(chǎn)和普及提供了可能！最后其對(duì)異質(zhì)集成硅光平臺(tái)解鎖光子芯片新應(yīng)用做了系統(tǒng)介紹。其表示新一代的硅基光電子技術(shù)，也必將覆蓋更為廣闊的應(yīng)用，我們可以將更多體積龐大、價(jià)格昂貴的光學(xué)系統(tǒng)，如光學(xué)原子鐘、大規(guī)模光量子計(jì)算機(jī)等，從實(shí)驗(yàn)室的專屬設(shè)備推進(jìn)到消費(fèi)級(jí)的小型化產(chǎn)品，從而在后摩爾時(shí)代，成為芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。

行家焦點(diǎn)訪談

接下來進(jìn)入本次大會(huì)最具看點(diǎn)之一的行家焦點(diǎn)訪談，由華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院和武漢光電國(guó)家研究中心雙聘教授、博士生導(dǎo)師，譚旻，中國(guó)計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA），秘書長(zhǎng)，無錫芯光互連技術(shù)研究院院長(zhǎng)，中科院計(jì)算所研究員，郝沁汾、某激光雷達(dá)企業(yè)，技術(shù)專家，王雷、新華三技術(shù)有限公司，光模塊硬件開發(fā)工程師，阮祖亮、中興通訊股份有限公司，CPO技術(shù)預(yù)研總工湯寧峰、蘇州海光芯創(chuàng)光電科技股份有限公司，首席科學(xué)家，陳曉剛共同參與，圍繞多個(gè)話題展開了熱烈討論。

討論話題圍繞光電I/O技術(shù)等熱點(diǎn)話題多角度進(jìn)行了深入的探討，深入行業(yè)痛點(diǎn)的精彩對(duì)話為現(xiàn)場(chǎng)嘉賓帶來了深刻的啟迪。

圓桌訪談詳細(xì)干貨內(nèi)容由智車行家整理后續(xù)將陸續(xù)發(fā)布，敬請(qǐng)期待!

9月27日下午

光電合封CPO及異質(zhì)集成技術(shù)專場(chǎng)

服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸正在不斷增加，當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施難堪重負(fù)。目前的解決方案正在迅速接近電氣I/O性能的實(shí)際極限。然而，借助英特爾的這項(xiàng)突破性進(jìn)展，客戶能夠?qū)⒐韫夤卜饣ミB方案無縫集成到下一代計(jì)算系統(tǒng)中。英特爾的OCI芯粒大大提高了帶寬、降低了功耗并延長(zhǎng)了傳輸距離，有助于加速機(jī)器學(xué)習(xí)工作負(fù)載，進(jìn)而推動(dòng)高性能AI基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新。

27號(hào)下午光電合封CPO及異質(zhì)集成大會(huì)首位出場(chǎng)的重磅演講嘉賓由來自英特爾，集成光學(xué)產(chǎn)品總監(jiān)，Marcus Yang先生針對(duì)《Introduction of Silicon Photonics and Emerging Applications in Al Infrastructure and more》為主題方向做精彩解讀，其首先系統(tǒng)介紹了硅光子學(xué)技術(shù)發(fā)展背景，其表示未來的計(jì)算平臺(tái)需要面向AI實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，因而需要指數(shù)級(jí)提升的I/O帶寬和更長(zhǎng)的傳輸距離，以支持更大規(guī)模的處理器（CPU、GPU和IPU）集群，和資源利用更高效的架構(gòu)， 硅光子學(xué)（SiPh）是一種通過使用硅作為產(chǎn)生、操縱和檢測(cè)光的介質(zhì)來結(jié)合光學(xué)和電子學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)。20世紀(jì)最重要的兩項(xiàng)發(fā)明的結(jié)合——硅集成電路和半導(dǎo)體激光器 ，成本更低，集成度更高，其優(yōu)點(diǎn)是使用成熟的CMOS工藝的光子學(xué)，能夠引導(dǎo)，調(diào)制和檢測(cè)光。

英特爾在領(lǐng)先的CMOS晶圓廠的300毫米硅晶圓上開發(fā)，其硅光子技術(shù)是一個(gè)成熟的平臺(tái)，技術(shù)上采用激光器和SOA集成——在成本、功耗、噪音和可靠性方面優(yōu)于外部方法，采用先進(jìn)封裝，在標(biāo)準(zhǔn)SMF上工作(不需要PMF)，SiPh利用兩大技術(shù)，CMOS硅lC和半導(dǎo)體激光器。 其表示英特爾片上激光器的好處，低耦合損耗。目前各個(gè)通道波長(zhǎng)激光器出光功率在80C可以達(dá)到25mW，激光器波長(zhǎng)偏差小于15GHZ，同時(shí)片上集成的SOA可以達(dá)到>14dB增益。最大挑戰(zhàn)是可靠性，目前可以達(dá)到0.1FIT@30K激光器數(shù)量，優(yōu)于數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1FIT。英特爾針對(duì)100G/200G/400G/800G的硅光平臺(tái)已經(jīng)出貨>8M pcs

針對(duì)硅光1.6T光模塊，采用8*200G DR8或200G 2xFR4 CWDM方案，全集成有源無源器件，包括激光器、調(diào)制器、探測(cè)器、波分復(fù)用器、模式匹配邊緣耦合。預(yù)計(jì)2024年底送樣。該結(jié)果已經(jīng)在OFC2024上進(jìn)行展出212G/lane Tx PIC demo，調(diào)制器帶寬達(dá)到42GHz，ER達(dá)到4.3dB，TDECQ=1.75dB。其特地提了一下光接口方案，區(qū)別于傳統(tǒng)的光纖直接對(duì)接方案，其采用玻璃橋方案，能夠?qū)崿F(xiàn)可插拔光接口，具有高密度，高可擴(kuò)展，高可靠性，高良率特點(diǎn)。

英特爾憑借獨(dú)特而成熟的平臺(tái)成為SiPh的先鋒。具有片內(nèi)激光器、SOA和豐富的lP產(chǎn)品組合。英特爾SiPh實(shí)現(xiàn)了行業(yè)最高的產(chǎn)量、領(lǐng)先的質(zhì)量和可靠性。SiPh作為新興應(yīng)用中的關(guān)鍵角色 ，對(duì)于人工智能基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要:例如，HPC需要新的光纖輸入/輸出解決方案 集成光子學(xué)可以提供:光子ic內(nèi)的異構(gòu)集成、與電子IC的更大集成以及與主機(jī)的更緊密集成， 新的應(yīng)用可以推動(dòng)銷量上升和成本下降，從而加速良性循環(huán) 。

英特爾為戰(zhàn)略客戶提供其獨(dú)特的SiPh平臺(tái)，以開發(fā)定制光電芯片。通過PlC與EIC的異構(gòu)集成，提供OCl/CPO解決方案，實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的更緊密連接。此外英特爾還展示同類最佳的FMCW激光雷達(dá)。這些新的應(yīng)用場(chǎng)景可以提高容量，降低成本，加速良性循環(huán)。英特爾提供可插拔收發(fā)器組件和OCI/CPO解決方案， 英特爾獨(dú)特的SiPh平臺(tái)現(xiàn)已面向戰(zhàn)略客戶開放，共同開發(fā)customPhotonicslC和ElC。

對(duì)CPO來說，從MS和FB提出來這個(gè)概念后，就是解決數(shù)據(jù)中心可插拔光模塊的功耗問題，就是說，它是pk可插拔光模塊的。CPO需要遵循可插拔光模塊的一系列標(biāo)準(zhǔn)，DR、FR、SR等等。在電鏈路層面，由于芯片的扇出pin是受限的，switch的serdes一直按照28、56、112、224的速率向上走的。CPO在51.2T階段是112G/lane@pam4，102.4T階段則是224G/lane@pam4。容量是通過增加serdes的速率達(dá)成的。

OIO則沒有上述的這些歷史包袱，它需要關(guān)注的是switch內(nèi)部的數(shù)據(jù)的速率，目前是16G、32G等。就是說OIO可以直接同步switch內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)的總線?？偟膸捒梢酝ㄟ^光的不同波長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)，OIO在一定范圍內(nèi)的帶寬的擴(kuò)展是沒有能量代價(jià)的，這是一個(gè)非常難得的優(yōu)勢(shì)。

隨后由大會(huì)特邀出席的演講嘉賓來自中興通訊股份有限公司，CPO技術(shù)預(yù)研總工，湯寧峰先生以《CPO 和OIO的應(yīng)用和挑戰(zhàn)》為主題做系統(tǒng)闡述。其首先系統(tǒng)分析了CPO 和OIO技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，2019年3月，微軟和Facebook領(lǐng)導(dǎo)發(fā)起的Co-Packaged Optics Collaboration，是從封裝的角度定義未來的光模塊；而于2015年由Ayarlabs發(fā)布第一款光學(xué)I/O通信的CPU芯片，則正式開啟了從互連方式的角度定義的光模塊的時(shí)代。兩種方式均是為了進(jìn)一步優(yōu)化功耗、成本、延時(shí)等特性，應(yīng)用場(chǎng)景卻不盡相同，但作為片間互聯(lián)，OIO比CPO的市場(chǎng)空間更大。

展望未來的應(yīng)用場(chǎng)景，102.4T 交換將是CPO光互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)，但CPO面臨的困境依然存在，包括生態(tài)鏈（供應(yīng)商與客戶）、高密度集成的技術(shù)和規(guī)模的測(cè)試等等，還待業(yè)界共同努力，但針對(duì)業(yè)界提到的可靠性問題， CPO交換機(jī)具備絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)（CPO交換機(jī)的可靠性提升了35倍）。而OIO當(dāng)前已經(jīng)有越來越多的企業(yè)開始布局，包括Nvidia, Ayar， Broadcom，Microsoft，Intel,GF,TSMC等，但依然面臨著PCIe光口、UCIe光口以及光源的標(biāo)準(zhǔn)制定，以及新興技術(shù)，如空芯光纖、量子點(diǎn)光源等的進(jìn)一步開發(fā)和成熟。

硅基光電子與微電子技術(shù)的融合，使得光路與電路的芯片級(jí)大規(guī)模集成成為可能?；诠怆妳f(xié)同設(shè)計(jì)的光電融合集成芯片不僅是光-電轉(zhuǎn)換和高速收發(fā)的關(guān)鍵，還可構(gòu)建光電閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵光學(xué)參數(shù)調(diào)控，應(yīng)用場(chǎng)景除了滿足當(dāng)前高速光通信的互連需求外可進(jìn)一步擴(kuò)展至超級(jí)計(jì)算、微波光子、光學(xué)智能運(yùn)算、量子信息處理等相關(guān)應(yīng)用。本報(bào)告聚焦于新型器件高帶寬、高密度集成需求下的專用電路和光電集成芯片，圍繞光電融合、協(xié)同設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研討并簡(jiǎn)單介紹相關(guān)工作進(jìn)展。

27號(hào)下午光電合封CPO及異質(zhì)集成大會(huì)第三位出場(chǎng)的演講嘉賓由來自北京郵電大學(xué)集成電路學(xué)院，特聘研究員，石涇波先生以《面向新型互連應(yīng)用的光電融合集成芯片及系統(tǒng)》為主題做精彩解說。

其首先介紹了“光進(jìn)銅退”背景，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的銅纜布線系統(tǒng)在性能和成本上逐漸暴露出諸多不足，金屬走線(信道)的高頻衰減非常嚴(yán)重，為補(bǔ)償信道損耗需付出的功耗指數(shù)型增長(zhǎng)，高頻損耗大部分轉(zhuǎn)化為熱量，高密度集成更加嚴(yán)重，為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，革命性解決方案——“光進(jìn)銅退”技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)顯著降低了布線成本。

隨后其介紹了光互連傳輸技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，主要包括以下幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連、人工智能和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等，光互聯(lián)作為一種新的互聯(lián)方式，具有極高的通信帶寬，極小的功耗，能夠很好地解決電互聯(lián)發(fā)展受限的問題。可以用在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心、AI/ML &高性能計(jì)算、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，其提到電學(xué)互連逼近傳輸?shù)钠款i，傳輸速率~2x/3~4年，后摩爾時(shí)代微電子工藝演進(jìn)放緩，超速率下?lián)p耗飛速增加，帶來額外成本及散熱開銷，互連接口己經(jīng)成為當(dāng)前限制系統(tǒng)性能的主要瓶頸，隨后其談到互連網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)：當(dāng)前系統(tǒng)性能提升的主要瓶頸在于致?lián)鬏敚瑐鬏斔俾?、傳輸容量、信?hào)處理 、互連功耗都互相影響。

而硅基光電子技術(shù)基于硅基光電子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)的大規(guī)模光電集成、更高的帶寬密度、更低功耗更優(yōu)的成本控制，隨著通信及計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)傳輸容量及速率提出了更高的需求，AI等應(yīng)用的算力網(wǎng)絡(luò)對(duì)互連速度需求更加迫切。當(dāng)前算力網(wǎng)絡(luò)的互連帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于計(jì)算能力的提升，成為系統(tǒng)主要瓶頸。片上/片間光互連的優(yōu)勢(shì)(潛力)逐步體現(xiàn)，光電互連在能效、延時(shí)、帶寬上的優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)。隨后其強(qiáng)調(diào)計(jì)算光互連:發(fā)展?jié)摿薮?，目前研究進(jìn)展:800G光電融合集成發(fā)射機(jī)(光引擎)，面向光電共封裝(CPO)集成的高密度發(fā)射機(jī)光引擎，光引擎內(nèi)集成一顆16通道PIC(MZHHPD)及兩顆8通道CMOS EIC。

最后其總結(jié)到光電融合是光與電的專用芯片的集成，兩者缺一不可。不是傳統(tǒng)光通信電路向新的應(yīng)用系統(tǒng)的移植;而是基于新器件、新架構(gòu)的定制型光電融合。光電融合不但是光芯片與電芯片設(shè)計(jì)上的融合，隨著集成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展其可延伸到更深層次（工藝線）混合集成是光電融合實(shí)用化的必經(jīng)之路，而光電單片集成是其未來發(fā)展方向。

數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)市場(chǎng)需求及AI發(fā)展帶來的新機(jī)遇， AI大模型帶來的算力增長(zhǎng)在過去7年里保持每年10倍的增速；基于硅光芯片的800G及以上速率的光模塊將是未來光模塊的主流技術(shù)路徑；目前尚未有量產(chǎn)的全國(guó)產(chǎn)（設(shè)計(jì)、制造、封裝等核心過程等完全在中國(guó)境內(nèi)完成）硅光芯片；光子芯片無需特別先進(jìn)的半導(dǎo)體制備工藝，國(guó)內(nèi)外技術(shù)差距相對(duì)接近，技術(shù)應(yīng)用的前景極為廣闊，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量大，是中國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)彎道超車的理想領(lǐng)域。

接下來亮相的重磅嘉賓由來自蘇州海光芯創(chuàng)光電科技股份有限公司，首席科學(xué)家，陳曉剛先生以《光子集成技術(shù)在AI驅(qū)動(dòng)的分布式算力集群架構(gòu)中的應(yīng)用》為主題做系統(tǒng)剖析。其首先針對(duì)光子集成技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)做系統(tǒng)剖析，其表示光子集成與微電子集成都是通過先進(jìn)的半導(dǎo)體芯片加工工藝將微小尺度的物理器件集成在芯片上形成功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。集成系統(tǒng)中器件的物理尺寸縮小與芯片功能的增強(qiáng)都基本遵循指數(shù)增長(zhǎng)的摩爾定律（或類摩爾定律）。摩爾定律不是客觀的自然規(guī)律，而是科技、商業(yè)和資本相互協(xié)同，緊密合作的成果。

對(duì)比AI算力增長(zhǎng)和芯片間的光互聯(lián)帶寬提升，其表示電芯片間的通訊帶寬是制約AI時(shí)代算力持續(xù)增長(zhǎng)的最關(guān)鍵的瓶頸，其詳細(xì)介紹了光電共存的互聯(lián)技術(shù)的現(xiàn)狀，表示CPO技術(shù)不僅繼承了傳統(tǒng)硅光互連技術(shù)的所有優(yōu)勢(shì)，還通過優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)和工藝，解決了傳統(tǒng)技術(shù)路線面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，被視為下一代硅光互連技術(shù)的重要發(fā)展方向。其表示AI時(shí)代計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)的演進(jìn)：超高帶寬、超低延時(shí)的芯片間的高速通訊技術(shù)是確保AI時(shí)代算力持續(xù)增長(zhǎng)的核心，針對(duì)AI驅(qū)動(dòng)的分布式計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)其表示以XPU資源池+超高速通訊網(wǎng)絡(luò)為主體的分布式架構(gòu)是支持未來AI和超算發(fā)展最自然也是最優(yōu)的選擇。

未來的連接主板將是光電一體化的，電學(xué)部分由PCB為所有光電芯片提供電源和時(shí)鐘信號(hào)，高速信息的縱向互聯(lián)（3D堆疊的芯片間互聯(lián)，scale up，<1 scale="">1 inch）全部通過硅光主板實(shí)現(xiàn)超高帶寬（> 5Tbps）、超低延遲（<1ns）和超低功耗（<200fJ/bit）的光學(xué)互聯(lián)。其強(qiáng)調(diào)光電混合集成主板是中國(guó)可以繞過目前和可以預(yù)見的未來國(guó)外半導(dǎo)體最先進(jìn)制程技術(shù)封鎖的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

對(duì)于非接觸式三維光子集成，其對(duì)3D光學(xué)耦合的方案做了系統(tǒng)簡(jiǎn)介，其表示異質(zhì)集成技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)可以涵蓋更多的光譜范圍拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。CPO的最大優(yōu)勢(shì)在于降低每比特信息的傳輸能耗，UCSB和Intel的方案是目前唯一在工業(yè)化量產(chǎn)中使用的光源與硅光芯片異質(zhì)集成的方案，最后其對(duì)新型3D光子芯片集成方案優(yōu)勢(shì)做了系統(tǒng)解說。

當(dāng)前AI應(yīng)用蓬勃發(fā)展,大模型應(yīng)用催生超大規(guī)模算力需求,網(wǎng)絡(luò)作為關(guān)作為數(shù)據(jù)交互的基礎(chǔ)支撐,將加速向高帶寬、低功耗、低時(shí)延方向演進(jìn)。著眼底層技術(shù),高速傳輸與低功耗之間的平衡是永恒的難題,基于能效和成本的考量,CPO站上風(fēng)口,或?qū)⒊蔀锳I高算力需求下降低能耗、成本的必由之路。由于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量極大,通常采用無阻塞網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),該架構(gòu)高度依賴單端口速率,800G CPO硅光數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的問世,帶來的價(jià)值遠(yuǎn)不止單端口的提速,還將對(duì)無阻塞網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的整體能力產(chǎn)生指數(shù)級(jí)的放大效果。

大會(huì)特邀來自新華三技術(shù)有限公司，光模塊硬件開發(fā)工程師, 阮祖亮先生以《CPO交換機(jī)的機(jī)會(huì)與落地》為主題做系統(tǒng)闡述。其首先針對(duì)硅光集成與CPO市場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的回顧與展望，其首先指出硅光芯片集成逐漸成為主流，適合于高密度高集成度模塊開發(fā)；隨著數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)增長(zhǎng)最高，可插拔模塊依然是主流解決方案，CPO和OIO未來可期；可插拔（LPO）、OBO（NPO）和CPO會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)共存互補(bǔ)；OBO以及CPO在1.6T及以上速率開始發(fā)力，224G時(shí)代之后更多模塊向硅光集成演進(jìn)。

隨后其針對(duì)CPO前沿技術(shù)做了系統(tǒng)闡述，包括采用外置光源；增加WDM密度，減少光纖布局壓力；微環(huán)調(diào)制器在性能和集成度上有更高優(yōu)勢(shì)；不可更換，可靠性有待長(zhǎng)期數(shù)據(jù)驗(yàn)證等凸出優(yōu)勢(shì)，同時(shí)針對(duì)CPO交換機(jī)光電鏈路做了詳細(xì)說明，其表示LPO、CPO/NPO都是提升系統(tǒng)端到端能效的方式，但應(yīng)用場(chǎng)景和發(fā)展路徑不同，CPO架構(gòu)中的線性驅(qū)動(dòng)：綜合考慮光、電芯片的熱應(yīng)力和散熱選擇TSV封裝構(gòu)型，談到224G時(shí)代的機(jī)會(huì)，其表示電接口步入112G→224G 時(shí)代CPO在鏈路裕量、功耗、成本、端口一致性方面存在獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；CPO硅光交換機(jī)已步入交付階段；NPO到更廣義的CPO應(yīng)用，對(duì)于NPO的機(jī)會(huì)，其提到了OIF提出的3.2Tb/s Co-Packaged可用于NPO方案；其呼吁現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈能夠提供完整的解決方案，但需要更進(jìn)一步協(xié)同合作；光引擎的FAU連接標(biāo)準(zhǔn)化迫在眉睫。

其重點(diǎn)闡述了CPO如何落地應(yīng)用，包括散熱、測(cè)試和生產(chǎn)、管理運(yùn)維、光纖及法蘭設(shè)計(jì)、可靠性等。新華三集團(tuán)聯(lián)合扇港（SENKO）以及光迅科技（Accelink）共同研發(fā)的高密度直通型PELS;通過Pass-through技術(shù)，使采用高密度直通型PELS外置光源的CPO交換機(jī)使用體驗(yàn)更接近傳統(tǒng)交換機(jī);光電混合盲插接口使用高密度SNMT-24插芯，最高可支持8路保偏光源通道+ 32對(duì)數(shù)據(jù)通道以MT-12形態(tài)對(duì)稱排列,可使51.2T CPO交換機(jī)最低降至1U高度。

800G CPO硅光數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的問世,帶來的價(jià)值遠(yuǎn)不止單端口的提速,還將對(duì)無阻塞網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的整體能力產(chǎn)生指數(shù)級(jí)的放大效果。產(chǎn)品支持64個(gè)800G端口設(shè)計(jì),單芯片帶寬達(dá)51.2T,可支撐單個(gè)AIGC集群規(guī)模突破3.2萬臺(tái)節(jié)點(diǎn),是采用400G交換機(jī)時(shí)代的8倍。在完全滿足中大規(guī)模AIGC集群無阻塞傳輸需求的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步降低能耗和成本、提升穩(wěn)定性和可靠性、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理,從而最大程度保障AIGC集群的運(yùn)算效能。單集群TCO降低30%。

硅光技術(shù)以其 CMOS 兼容、高集成度等突出優(yōu)點(diǎn)而成為備受鈮酸鋰（LN）具備極低的光吸收損耗以及高效的線性電光效應(yīng)優(yōu)異，被認(rèn)為是大容量信號(hào)傳輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)材料。為打破硅基調(diào)制器的性能限制，利用硅和鈮酸鋰的晶圓級(jí)鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩種材料的異質(zhì)集成，為進(jìn)一步提升硅上電光調(diào)制器性能提供了一個(gè)很好的解決方案，高速、高線性度鈮酸鋰薄膜電光調(diào)制器在未來ChatGPT AI芯片、數(shù)據(jù)中心、光通信芯片中有重要應(yīng)用。

27號(hào)下午大會(huì)隨后出場(chǎng)的特邀演講嘉賓由來自浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院研究院，副教授，劉柳先生針對(duì)《薄膜鈮酸鋰光電芯片以及硅基異質(zhì)集成》為主題做詳細(xì)闡述，其首先指出全球AI高速光模塊市場(chǎng)在2023-2026年將持續(xù)處于高增長(zhǎng)階段，光模塊在 2024 年第二季度的總銷售額創(chuàng)下了略高于 30 億美元的新紀(jì)錄。其介紹到鈮酸鋰(簡(jiǎn)稱LN) 是一種鐵電材料，擅長(zhǎng)電場(chǎng)、光場(chǎng)和聲場(chǎng)之間的相互作用。LN具有良好的線性電光系數(shù)和從可見光到中紅外的低光損耗。它已經(jīng)成功地應(yīng)用于例如高速光調(diào)制器、非線性光學(xué)和聲學(xué)器件。在20-30年前。人們正在使用這種類型的擴(kuò)散或離子交換技術(shù)來局部增加表面LN的折射率。這種技術(shù)只能改變一點(diǎn)點(diǎn)指數(shù)。因此只能制造低折射率對(duì)比度的波導(dǎo)。由于弱約束波導(dǎo)，在這種情況下，光與物質(zhì)的相互作用很弱。

接著其介紹到近期開發(fā)了一種新技術(shù)，可以在低折射率氧化硅層上制備厚度< 1um的高質(zhì)量單晶LN薄膜。可以蝕刻LN以形成通道波導(dǎo)，或者在LN層上放置一些其他高折射率材料以形成肋加載波導(dǎo)。然后創(chuàng)建一個(gè)高指數(shù)對(duì)比結(jié)構(gòu)。在這種情況下可以構(gòu)建一個(gè)亞微米大小的波導(dǎo)，彎曲半徑很小。最重要的是，光是高度受限的，模式體積小得多，就可以有很強(qiáng)的光物質(zhì)相互作用。在過去的幾年中，許多研究工作都放在這個(gè)TFLN平臺(tái)上。展示了許多高性能組件和創(chuàng)新應(yīng)用。

其表示在這種Si/ln混合調(diào)制器中進(jìn)一步采用了懸浮T形軌電極。為了進(jìn)一步證明Si/LN混合集成的可行性，其首次在該混合平臺(tái)上構(gòu)建了一個(gè)dp-iq調(diào)制器。這種實(shí)際上高度集成的光子芯片包括500歐姆的片上調(diào)制器終端和用于熱調(diào)諧的加熱器。其表示實(shí)現(xiàn)了96GBaud DP-16QAM信號(hào)傳輸。其還在SiN平臺(tái)上采用了這種混合集成概念，并在SiN光子芯片成品上集成了tFLN調(diào)制器結(jié)構(gòu)。其成功實(shí)現(xiàn)了每個(gè)連接0.5dB的模式轉(zhuǎn)換損耗，以及總插入損耗為1dB、Vp為4.3V、帶寬為37GHz的混合調(diào)制器。這也是在SiN電路上集成LN的最佳調(diào)制器。最后其總結(jié)到Si/LN異質(zhì)集成可在硅光子學(xué)上實(shí)現(xiàn)高性能調(diào)制器；技術(shù)挑戰(zhàn)包括晶圓到晶圓、芯片到晶圓；與其他設(shè)備(如PDs)的過程兼容性；鑄造服務(wù)等。

思科與其他幾家行業(yè)合作伙伴一起，推動(dòng)了 ELSFP（外置激光小型可插拔）模塊標(biāo)準(zhǔn)多源協(xié)議 （MSA） 的開發(fā)，目的是提高 CPO 的成本效率、制造可擴(kuò)展性和光功率源的標(biāo)準(zhǔn)化。這些 ELSFP 模塊允許激光器采用被動(dòng)冷卻方式，運(yùn)行效率更高、更可靠，并可在現(xiàn)場(chǎng)更換。

27號(hào)下午大會(huì)最后一位特邀的重磅演講嘉賓由來自Cisco,Solutions Engineer,Marwa Othman Elzaatari女士針對(duì)“Cisco's CPO”為主題詳細(xì)闡述了CPO技術(shù)的發(fā)展方向。其首先表示隨著網(wǎng)絡(luò)流量因更高的帶寬應(yīng)用程序（如AI/ML（人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)）、高分辨率視頻流和虛擬現(xiàn)實(shí)）而持續(xù)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的壓力繼續(xù)增加。這些對(duì)更多帶寬的貪得無厭的需求導(dǎo)致了更高的速度和更高的密度光學(xué)和ASIC。

隨著帶寬密度的增加，每一代產(chǎn)品的功耗要求也顯著提高。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，業(yè)界正在進(jìn)行各種努力，以優(yōu)化整個(gè)交換機(jī)系統(tǒng)的互連和串行器-解串器（Serdes）功耗。其中包括高能效串行器設(shè)計(jì)、使用低損耗印刷電路板（PCB）材料、低損耗飛越電纜作為互連器件以及采用性可插拔光學(xué)器件。光電共封裝器件（CPO）是特別有前途的方法，通過使光學(xué)收發(fā)器更接近 ASIC 芯片來優(yōu)化功耗，從而無需使用耗電的復(fù)位時(shí)器和光學(xué)信號(hào)處理。

通過CPO，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)系統(tǒng)中的光接口從交換機(jī)外殼前端的可插拔模塊轉(zhuǎn)移到與交換機(jī)芯片組裝在同一封裝中的光模塊。思科在CPO領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)之一是開發(fā)、優(yōu)化和運(yùn)輸數(shù)百萬個(gè)基于硅光子的光學(xué)模塊的經(jīng)驗(yàn)。隨后其詳細(xì)介紹了CPO的三大支柱，例如通過將光學(xué)器件移至離交換機(jī)ASic芯片足夠近的位置，去除一級(jí)SPs以節(jié)省功耗。為此，許多以前獨(dú)立的lc(TlA、驅(qū)動(dòng)器、調(diào)制器、mux/demux)必須合并到一個(gè)LC上，思科的硅光子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

其表示思科在OFC 2023上的CPO演示強(qiáng)調(diào)了思科技術(shù)開發(fā)的一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。例如適用于400G FR4的集成硅光子學(xué)Mux/Demux；共同包裝光學(xué)的挑戰(zhàn)之一是要求將光學(xué)組件小型化，以適應(yīng)ASIC封裝（體積比傳統(tǒng)的QSFP-DD或OSFP模塊低100多倍）。這需要光學(xué)和包裝創(chuàng)新。任何CPO架構(gòu)都必須提供靈活性來支持所有數(shù)據(jù)中心光學(xué)類型，包括使用并行單模光纖的光纖，例如4x100G DR4和CWDM（粗波分復(fù)用），例如400G FR4，可以在同一根光纖上使用4種不同波長(zhǎng)的光，每種光波長(zhǎng)為100Gbps。這意味著需要將4種不同的波長(zhǎng)組合在一起。這通常使用外部鏡頭完成，外部鏡頭占用了大量體積。

思科發(fā)明了一種在Silicon Photonics IC上進(jìn)行這種mux/demux的創(chuàng)新方法。在開關(guān)ASIC封裝上集成光學(xué)瓷磚需要?jiǎng)?chuàng)新封裝機(jī)械設(shè)計(jì)（以確保機(jī)械可靠性）、功率輸送（在小區(qū)域內(nèi)向開關(guān)ASIC和光學(xué)瓷磚輸送電流）和熱冷卻（以消除更高的功率密度）。

其指出思科的演示有完整的光學(xué)瓷磚，可以充分發(fā)揮其功能。增強(qiáng)的熱設(shè)計(jì)，允許傳統(tǒng)的空氣冷卻；將光學(xué)與開關(guān)ASIC集成的另一個(gè)挑戰(zhàn)是，當(dāng)系統(tǒng)總功率降低時(shí)，系統(tǒng)中心的熱密度會(huì)增加，因?yàn)楣鈱W(xué)從前面板移動(dòng)到ASIC封裝。其他供應(yīng)商使用液體冷卻來管理這種更高的熱密度。思科與主要合作伙伴合作開發(fā)了先進(jìn)的散熱器技術(shù)，允許繼續(xù)使用傳統(tǒng)、可靠的空氣冷卻，而不是迫使客戶在想要之前改變基礎(chǔ)設(shè)施以支持液體冷卻。

其表示思科打造差異化布局，預(yù)計(jì)在51.2Tb交換機(jī)周期內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)性部署，然后在101.2Tb交換機(jī)周期內(nèi)大規(guī)模采用。擁有系統(tǒng)、ASICs和光學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)，這使其成為少數(shù)幾家能夠成功實(shí)施和部署大規(guī)模組合封裝光學(xué)器件的公司之一。思科認(rèn)為，任何顛覆性技術(shù)只有在正確的生態(tài)系統(tǒng)到位時(shí)才能成功。該行業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化工作方面有著悠久的歷史，例如定義了可插拔光模塊標(biāo)準(zhǔn)的OIF、IEEE和MSAs。在OFC 2024上，Ribbon和Cisco展示了他們的1.2T系統(tǒng)是可互操作的。

精彩的發(fā)言給整場(chǎng)大會(huì)畫上圓滿的句號(hào)。

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