На форуме SEMICON Taiwan обсудили развитие оптических соединений в контексте роста спроса на AI. По словам заместителя генерального менеджера по передовым технологиям упаковки TSMC Сюй Гоцзиня, продажи оптических приёмопередатчиков выросли на 25%, а в этом году ожидается рост ещё на 50%. При этом оптические технологии становятся основной платформой — их доля на рынке стремится превысить 50%.
Ключевой момент — во второй половине года начнётся массовое производство CPO. Однако есть проблемы с цепочками поставок: хотя на Тайване уже есть возможности для крупномасштабного и высокоточного производства оптических двигателей, узкие места наблюдаются в производстве лазеров, оптоволокна, оптоволоконных разъёмов и тестировании продукции.
Представители Cisco, TSMC, Lumentum, Marvell, UMC и Lightmatter обсудили вопросы сетевой архитектуры, производства полупроводников, оптических компонентов и системной интеграции. По мере того как оптические соединения приближаются к GPU и XPU, возрастает значимость упаковки, тестирования, надёжности и интеграции материалов.
Ginni Chadha из Cisco объяснила, почему оптические компоненты нужно приближать к вычислительным чипам: при росте скорости и пропускной способности передача высокоскоростных сигналов на платах усложняется, растёт потребление энергии SerDes. Поэтому индустрия начинает перемещать оптические двигатели ближе к процессорам — от съёмных оптических модулей к NPO и CPO.
TSMC представила технологию COUPE и планы по интеграции оптики с XPU: от CPO-C (с размещением оптического двигателя на подложке) к CPO-OI (с более тесной интеграцией с XPU). По данным презентации, CPO-OI может повысить энергоэффективность в 4–10 раз и снизить задержку в 10–20 раз по сравнению с традиционным CPO.
Radha Nagarajan из Marvell отметил, что в AI-соединениях важно не только общее количество Tbps, но и то, сколько Tbps можно разместить на миллиметр или квадратный миллиметр. Он предположил, что кластер из миллиона XPU может потребовать около 10 млн соединительных элементов. Главная задача — обеспечить более высокую пропускную способность в ограниченном пространстве при меньшем энергопотреблении.
С ростом интеграции электроники, оптики и упаковки усложняются вопросы надёжности. Matthew Sysak из Lumentum подчеркнул надёжность лазеров, но обозначил проблемы с долгосрочной стабильностью оптических систем — например, с адгезивными материалами, смещением компонентов со временем, воздействием влаги и точным выравниванием лазеров и фотонных интегральных схем (PIC).
Cisco указала на экономические последствия сбоев в соединениях в крупных AI-кластерах: они могут снижать эффективность использования GPU и влиять на экономическую отдачу от дорогостоящей AI-инфраструктуры.
Nicholas Harris из Lightmatter отметил, что каждая GPU в будущем может требовать 4–8 оптических двигателей, из‑за чего объём оптических испытаний может вырасти в 10–100 раз. Lightmatter пока фокусируется на NPO, а Cisco полагает, что после развёртывания CPO съёмные оптические модули сохранят свою актуальность — вероятно, некоторое время будут сосуществовать pluggable, NPO и CPO.
Также обсуждаются вопросы выбора материалов: UMC работает над тонкоплёночным ниобатом лития (TFLN), но у этого материала есть проблемы с себестоимостью подложки, размером компонентов и гетерогенной интеграцией. Lumentum развивает InP и GaAs VCSEL, Marvell исследует кремниевую фотонику, TFLN, микрокольцевые модуляторы и более долгосрочные электроплазмонные технологии.
Подписаться в Макс
