聯(lián)合微電子梁宇鑫：CPO商用需解決四大關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

4月18日消息（南山）過去幾年，大模型掀起算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的“軍備競賽”，對用于數(shù)據(jù)中心光互連的高速數(shù)通光模塊需求顯著增長，且速率從400G迅速迭代到800G，再到1.6T。在此背景下，“超大規(guī)模智算中心：1.6T時代的全光互連” 研討會于4月17日下午舉辦，就智算中心內(nèi)光互連進(jìn)行深入探討，展示光互連技術(shù)的最新進(jìn)展情況，介紹未來發(fā)展趨勢， 推動智算中心互連技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

光模塊不斷向更高速率迭代，CPO（光電共封裝）、LPO、LRO等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中CPO得到博通、英偉達(dá)兩大網(wǎng)絡(luò)巨頭的支持，在今年分別推出了CPO交換機(jī)產(chǎn)品，備受業(yè)界關(guān)注。在研討會上，聯(lián)合微電子中心有限責(zé)任公司（CUMEC）項目經(jīng)理梁宇鑫發(fā)表演講時認(rèn)為，帶寬高速增長和降低能耗，是業(yè)界開發(fā)光模塊面臨的核心難題，綜合來看，CPO將光芯片和電（交換）芯片封裝到一起，通過縮短信號傳輸距離來提升集成度、降低能耗，從而脫穎而出，成為“終極解決方案”。

值得一提的是，光通信行業(yè)市場研究機(jī)構(gòu)LightCounting此前評價英偉達(dá)推出CPO交換機(jī)稱，這是漫長征程的第一步。在本次研討會上，LightCounting進(jìn)一步預(yù)計到3.2T時代，CPO的優(yōu)勢將更加明顯，技術(shù)也將更加成熟，可能是Scale-up多機(jī)架系統(tǒng)的“唯一解決方案”。原因在于，規(guī)模商用CPO需要解決一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，并實現(xiàn)理想的部署成本?，F(xiàn)階段可插拔技術(shù)仍是主流。

梁宇鑫提到，CPO的關(guān)鍵工藝包括四個方面：TSV(硅通孔技術(shù))，通過在芯片與芯片之間、晶圓和晶圓之間垂直導(dǎo)通，使光芯片與電芯片更加緊密的連接。單波200G調(diào)制技術(shù)，含分段式MZ調(diào)制、MRM以及新材料異質(zhì)集成。激光器集成技術(shù)，含F(xiàn)lip-Chip、微轉(zhuǎn)印 、晶圓鍵合、單片集成四大方案。最后是光纖耦合技術(shù)，瞄準(zhǔn)實現(xiàn)更高精度、更短時間、更低成本的光傳輸。

聯(lián)合微電子將在光通信技術(shù)迭代進(jìn)程中扮演重要角色。據(jù)了解，聯(lián)合微電子是重慶市政府傾力打造的國家級國際化新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，成立于2018年，首期投資超30億元，致力于打造光電集成高端特色工藝平臺。梁宇鑫介紹，公司在2020年5月推出了第一套完整硅光PDK，隨后持續(xù)升級硅光工藝、300nm氮化硅工藝、三維（3D）集成工藝、硅上氮化硅有源工藝、800nm氮化硅工藝，目前累計發(fā)布5套硅光工藝流片，持續(xù)引領(lǐng)國產(chǎn)化進(jìn)程。

其中，300nm氮化硅工藝為微波光子、光頻梳、光傳感等場景應(yīng)用提供解決方案，例如定制化低損耗耦合器，可有效提升信號傳輸效率及完整度；CWDM/DWDM AWG器件，可推動數(shù)據(jù)中心、新型量子計算技術(shù)發(fā)展。梁宇鑫表示，2025年將優(yōu)化及完善800nm氮化硅平臺，涵蓋O/C波段常規(guī)器件，支持快速鏈路搭建。

在演講最后，梁宇鑫總結(jié)，為發(fā)揮光電共封裝的全部潛力，需要突破新型調(diào)制、三維集成、激光器集成與光纖耦合等關(guān)鍵技術(shù)。聯(lián)合微電子定位開發(fā)平臺，將為業(yè)界提供性能優(yōu)異的硅光、氮化硅流片，以及多種三維集成工藝，加速CPO技術(shù)走向成熟、走向規(guī)模商用。

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