近期華為《數(shù)據(jù)中心 2030》報(bào)告中指出高算力芯片的IO帶寬將越來越高,預(yù)計(jì) 2030 年,端口速率達(dá) T 級(jí)以上。根據(jù)第三方的預(yù)測,2028年數(shù)據(jù)中心內(nèi)將實(shí)現(xiàn) 100% 的全光化連接。
隨著單路速度提升,100/200Gbps 以上的高速串行通信帶來功耗、串?dāng)_和散熱挑戰(zhàn),傳統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換接口將無法滿足算力增長需要,芯片出光在數(shù)據(jù)中心連接中的占比將持續(xù)提升,相比傳統(tǒng)方案芯片出光端到端能耗有望降低至 1/3,成為未來突破帶寬瓶頸,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。為了進(jìn)一步降低功耗,必須要通過縮短 SerDes的距離或者減少 SerDes 的數(shù)量來降低功耗,因此在光接口的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了很多新型技術(shù)如 OBO、CPO 等,芯片直接出光的CPO 技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界熱點(diǎn)。
云天半導(dǎo)體多年來深耕玻璃基封裝技術(shù)的工藝研發(fā),在24年H1季度,云天的光電共封裝已實(shí)現(xiàn)研發(fā)技術(shù)上的突破。該項(xiàng)目與上海交通大學(xué)、深圳大學(xué)等機(jī)構(gòu)通力合作,成功將玻璃晶圓級(jí)光電轉(zhuǎn)接板和光電器件進(jìn)行集成。測試顯示,該系統(tǒng)帶寬達(dá)到了110 GHz,玻璃基轉(zhuǎn)接板為2.5D和3D光電集成封裝領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐,能夠服務(wù)于多種技術(shù)路線,如VCSEL、DML、EML、硅光子和鈮酸鋰等光模塊,提供具備高速、高密度、高可靠性且具成本優(yōu)勢的光電共封裝解決方案。
Solution A:EIC/PIC 2.5D-A CPO
Solution B:EIC/PIC 2.5D-B CPO
此款先進(jìn)的TGV轉(zhuǎn)接板采用EIC/PIC 2.5D CPO技術(shù)封裝方案(圖Solution A)厚度為230微米,表面平整度小于1.2微米,深寬比為4:1,支持5層RDL結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)還采用60微米深的挖槽設(shè)計(jì),能夠精確對(duì)準(zhǔn)光纖陣列,并支持電芯片的倒裝焊封裝以及EML、SOA、硅光和鈮酸鋰等光芯片的植球封裝,實(shí)驗(yàn)證明,通孔和RDL布線的帶寬均超過110 GHz,以此為基礎(chǔ),云天同步進(jìn)行設(shè)計(jì)及開發(fā)關(guān)于CPO的另外一種封裝方案(圖Solution B),以EIC+PIC堆疊與玻璃轉(zhuǎn)接板的上下面的形式,進(jìn)一步達(dá)成小型化,高集成度的三維集成方案, 為未來的高速光電器件封裝提供更加豐富可靠的解決方案。
TGV轉(zhuǎn)接板橫截面圖