用于超大规模数据中心的创新共封装光学芯片

在本周于旧金山举行的光网络活动OFC 2021中，Ranovus公司推出了Odin Analog-Drive CPO2.0架构，揭示了为超大规模数据中心运营降低能耗和整体成本的下一步。

Ranovus 与多 TB 互连解决方案供应商 IBM、TE Connectivity 和 Senko Advanced Components 合作，为数据中心创建了第二代 CPO2.0 配置。

共封装光学器件 (CPO) 是一种创新的方法，可在单个封装组件中为以太网交换机和 ML/AI 芯片提供 nx100Gbps PAM4 光学 I/O，从而降低整个系统的成本和功耗。

在人工智能和机器学习技术进步的推动下，随着数据中心流量以前所未有的速度增长，网络基础设施必须扩大容量，同时保持其总功耗和占地面积。2020年3月Ranovus、TE、IBM和SENKO之间宣布的合作，即CPO1.0，已经实现了一个有吸引力的多源解决方案，以进一步应对这一挑战。

CPO2.0 在保持光互操作性的同时，对 CPO1.0 进行了改进，带来了以下优势：消除Odin Analog-Drive光学引擎中的重计时功能，通过Odin Analog-Drive光学引擎实现经济高效的单芯片解决方案，更小的体积，重新使用和优化现有的100G PAM4和PCIe Ser/Des芯片，而不是为数据中心应用新投资XSR Ser/Des芯片，这样一来就能节省40%的成本和功耗。

计划在2021年第四季度使用Odin Analog-Drive CPO2.0进行客户试验。

结合能力

这项合作结合了许多能力。Ranovus 带来了其在 OFC 2020 上宣布的可扩展 Odin 硅光子引擎。Odin 围绕公司的多波长量子点激光器 (MW QDL)、基于 100Gbps 硅光子学的微环形谐振器调制器和光电探测器、100Gbps 驱动器、100Gbps TIA 和控制电路建构在一个高效和经济的单芯片EPIC（电子光子集成电路）中。

IBM 贡献了其光纤 V 型槽互连封装技术。这是一种稳健可靠的组装技术，可将光纤连接到硅光子器件。该工艺利用无源对准技术，在 O 波段和 C 波段的宽光谱范围内实现低插入损耗。该解决方案在物理通道数量上是可扩展的，自动化工艺提供了大批量制造共封装光学器件的途径。

TE Connectivity 的共封装 (CP) 细间距插座插接技术可将小型芯片组和光学引擎组件技术集成到具有可返工和可互操作接口的高价值共封装组件中。CP 细间距插座插接技术具有适用于 100 Gbps 以及未来 200 Gbps 应用的信号完整性性能。TE 的受控力机械和热桥硬件的集成，为交换机、串行器/解串器（SerDes）和光学器件的热管理提供了高可靠性和长工作寿命所需的创新解决方案，从而完成了该组件。

Senko 用于光耦合、板载/中板和面板的光纤连接解决方案支持 100Gbps/通道及更高的共封装光学器件设计。其中包括薄型和精密光纤耦合器组件、微型板载/中板连接器、回流焊兼容的连接器组件、节省空间的面板连接器选项，以及用于背板和外部激光源模块的盲配连接器解决方案。这些将为共封装光学器件的设计提供更高的效率、可扩展性和灵活性。

“我们于 2020 年 3 月推出了 Odin，这是我们的下一代单片 EPIC 和激光平台，用于数据中心的多太比特联合封装光学 (CPO) 应用。Odin 平台是一种低延迟、高密度、协议无关的单片光引擎，可提供巨量的光互连带宽，具有行业领先的成本和功率效率。”Ranovus 研发和系统执行副总裁 christoph Schulien 说， “Odin 模拟驱动配置取消了 CPO1.0 配置中的重定时器，这使整个系统的成本和功耗降低了 40%。”

IBM 业务发展高级工程师 Paul Fortier 表示：“IBM 热衷于将其在微电子封装方面超过 45 年的历史及其在光学封装方面的丰富经验带到这次合作中。IBM 的光学组装流程利用了我们自动化大批量半导体封装，IBM 的组装和测试部门为共封装的光学生态系统提供了无缝的端到端制造能力。”

TE Connectivity 技术专家 Nathan Tracy 表示：“TE 正在通过我们的电气互连 CP 插座技术为共封装工作带来一套整体解决方案，该技术可以实现 CPO 小型化和可返工性，TE 的热桥技术可以成为共封装所需的高密度包装和极端热管理的关键推动因素。”

“Senko 很高兴贡献我们的产品设计和 IP，以增强共封装光学器件嵌入式产品的设计能力、可扩展性和灵活性，”Senko 的技术与创新经理 Tiger Ninomiya 说，“创新的光连接解决方案是使共封装光学器件的解决方案在市场上取得成功的关键。”