3月4日消息,应英伟达、博通两大客户要求,台积电共封装光学(CPO)技术正在加速推进,预计2025年6月准备好产线,下半年小量生产,2026年开始放量。
据悉,目前台积电成功实现CPO与先进半导体封装技术的集成。台积电与博通合作,在3nm工艺上调试成功CPO关键技术——微环调制器(MRM),预计2025年初可以交付样品,有望在2025年下半年量产1.6Tbps光电器件。
共封装光学(Co-packaged Optics,简称CPO)技术是一种新兴的光电子集成技术,旨在将光学元件(如光模块)与电子芯片(如交换芯片或ASIC芯片)集成在同一封装体内,以实现更高效的光通信和更高的光电集成密度。
这种封装方式利用了先进封装技术(如硅通孔(TSV)、重布线(RDL)、倒装芯片(Flip Chip)、凸点(Bumping)等),将光学器件与电子芯片紧密集成在同一个基板或封装体内。
该技术主要特点体现在:
一是低功耗:由于信号传输路径更短,CPO技术能够显著降低高速电通损耗和功耗。
二是高带宽:CPO技术支持高速光通信,能够提供更大的数据传输带宽。
三是小尺寸:通过集成光学和电子元件,CPO技术能够实现更紧凑的封装尺寸,适用于高密度集成电路。
四是高集成度:CPO技术通过减少光学连接和对准的复杂性,提高了光电集成的密度。
目前,CPO技术在多个领域展现出广泛的应用前景,比如数据中心、高性能计算(HPC)、人工智能、通信系统、传感器网络和生物医学等。全球多家大厂商如AWS、微软、思科、博通和英伟达等已开始布局CPO技术和产品。
而博通和英伟达是台积电CPO技术的主要客户。博通计划在2025年推出业界首款51.2Tbps CPO以太网交换机Bailly,而英伟达则计划在2025年3月的GTC大会上推出支持115.2Tbps信号传输的CPO交换机新品。这些需求推动了台积电加速CPO技术的研发和量产进程。
不过,CPO技术需要解决电光互连的可靠性和稳定性问题,同时需要使用硅穿孔(TSV)、凸点(Bumping)和重布线(RDL)等先进封装工艺,对工艺水平提出了较高要求。此外,该技术成本和可靠性仍需进一步优化。
因而,有相关人士评论认为:CPO技术量产没那么简单,光刻机精度、材料耐热性都是挑战。台积电也只是在试水,能否成功还得看市场接受度和技术迭代速度。
台积电计划在2025年完成支持小型插拔式连接器的COUPE验证,并在2026年将其整合到CoWoS封装中,形成CPO(共封装光学)技术。
供应链认为,CPO技术的量产将使台积电进一步巩固其在先进封装领域的领先地位,并带动相关供应链迎来新的增长机遇。特别是CoWoS和CPO技术的结合将降低功耗和延迟,同时提升数据传输速率,这将吸引更多客户采用台积电的技术。