2025-05-29
光通讯术语表
共封装光学术语、缩写与概念的参考指南。
共封装光学 (CPO)
共封装光学 (Co-Packaged Optics, CPO) 是一种将光学引擎直接放置于交换器 ASIC 同一封装内、相邻位置的光互连技术,取代传统的可插拔模块。这种做法可降低延迟与功耗,满足高性能 AI 数据中心的需求。
主要优势：将光学元件拉近交换器,可缩短信号路径,在 51.2T 及更高密度交换器系统中实现更低功耗与更高集成度。
主要术语
ASIC
特殊应用集成电路 (Application-Specific Integrated Circuit)。针对特定任务优化的定制芯片。在 CPO 系统中,交换器 ASIC(例如 Broadcom Tomahawk、NVIDIA Quantum-X)负责包交换,而光学引擎处理光纤连接。
BDD
硼掺杂钻石 (Boron-Doped Diamond)。经硼原子掺杂的钻石,在维持钻石极高导热性的同时具备导电性。BDD 用于兼具电磁干扰吸收 (EMI) 功能的散热片。
CES
Cambridge Electronic Industries(现为 Synopsis 的一部分)。与 Chiplets 不同;其含义视上下文而定。
CMIS
通用管理接口规范 (Common Management Interface Specification)。光模块的管理协议标准。ELSFP-CMIS-01.0 为外部光源固定指标模块的 CMIS 实现。
COUPE
紧凑型超密集光子引擎 (Compact Ultra-dense Photonics Engine)。台积电的硅光子集成平台,应用于 NVIDIA Spectrum-X 与 Quantum-X CPO 系统。通过 SoIC-X 封装实现 EIC(电子集成电路)与 PIC(光子集成电路)的异质集成。
CPO
共封装光学 (Co-Packaged Optics)。请参考上方定义。
CVD
化学气相沉积 (Chemical Vapor Deposition)。将含碳气体(通常为甲烷)导入腔体,利用等离子将碳原子沉积于基板的钻石薄膜成长方法。MPCVD(微波等离子化学气相沉积)为 6C 的主要生长技术。
DFM
可制造性设计 (Design for Manufacturing)。在设计阶段即考虑制造效率与良率的过程。
EIC
电子集成电路 (Electronic Integrated Circuit)。基于 CMOS 工艺的光学引擎驱动芯片。在 NVIDIA COUPE 架构中,EIC 负责驱动放大器与 TIA 电路以控制光调制器。通常采用 65nm 工艺。
ELSFP
外部光源固定指标 (External Light Source Fixed Pointer)。将连续波 (CW) 激光置于独立可更换模块内,通过光纤阵列连接至 CPO 交换器的模块规格。OIF-ELSFP-02.0 为业界标准。
GaN
氮化镓 (Gallium Nitride)。宽能隙半导体材料,适用于高功率、高频应用。GaN-on-Diamond 基板结合了 GaN 的电学特性与钻石的热管理优势。
MCM
多芯片模块 (Multi-Chip Module)。将多颗集成电路(小芯片)封装于同一模块的电子组装方式。CPO 系统中的光学引擎常将 PIC + EIC + 支持芯片集成于 MCM 架构中。
MPCVD
微波等离子化学气相沉积 (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition)。高品质单晶钻石的主要生长方法。6C 使用多千瓦级 MPCVD 反应器生产晶圆级钻石。
MRM
微环型光调制器 (Micro-ring Modulator)。硅光子中的小型光调制器。每一环可调制 CW 激光载波(例如 200Gb/s)。NVIDIA CPO 系统中常见此元件。
OIF
光互连论坛 (Optical Internetworking Forum)。制定光网络互操作规格的业界组织,包括 ELSFP-02.0 与 CPO 模块标准。
PIC
光子集成电路 (Photonic Integrated Circuit)。于单一晶粒上集成光调制器、光探测器、光波导、光耦合器等元件的硅光子芯片。在 CPO 中,PIC 负责实际的光传输与接收。
SerDes
串行器/解串器 (Serializer/Deserializer)。将交换器 ASIC 的并行数据流转换为高速串行数据以进行光传输(反向亦然)的接口电路。新一代 CPO 每通道使用 100G 或 200G SerDes。
SCD
单晶钻石 (Single Crystal Diamond)。具有连续晶格结构的钻石(相对于多晶钻石)。SCD 具备最高的导热率,适用于高性能热管理应用。
SiPh
硅光子 (Silicon Photonics)。利用硅基集成电路工艺制作光学元件的技术。CPO 中的多数 PIC 为硅光子芯片。
SoIC
系统集成芯片 (System-on-Integrated-Chips)。台积电的小芯片堆叠技术。SoIC-X 为应用于 COUPE CPO 中的三维堆叠变体,可将 PIC 与 EIC 小芯片紧密集成。
TIA
跨阻抗放大器 (Transimpedance Amplifier)。将光探测器电流转换为电压信号的放大器电路。属于 CPO 光学引擎 EIC 的一部分。
快速参考表
| 术语 | 全名 | 类别 |
|---|---|---|
| ASIC | Application-Specific Integrated Circuit | 硬件 |
| BDD | Boron-Doped Diamond | 材料 |
| COUPE | Compact Ultra-dense Photonics Engine | 平台 |
| CPO | Co-Packaged Optics | 架构 |
| CVD | Chemical Vapor Deposition | 工艺 |
| EIC | Electronic Integrated Circuit | 元件 |
| ELSFP | External Light Source Fixed Pointer | 模块 |
| GaN | Gallium Nitride | 材料 |
| MCM | Multi-Chip Module | 封装 |
| MPCVD | Microwave Plasma CVD | 工艺 |
| MRM | Micro-ring Modulator | 元件 |
| OIF | Optical Internetworking Forum | 组织 |
| PIC | Photonic Integrated Circuit | 元件 |
| SerDes | Serializer/Deserializer | 接口 |
| SCD | Single Crystal Diamond | 材料 |
| TIA | Transimpedance Amplifier | 元件 |
标准尺寸参考
6C Technology 标准产品尺寸(单位:mm):
| 系列 | 可选尺寸 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 8mm 底座 | 8×16、8×32、8×64 | 小型 PIC 上盖、激光基座 |
| 9mm 底座 | 9×18、9×36、9×72 | 中型 PIC/EIC 上盖、ELSFP |
| 10mm 底座 | 10×20、10×40、10×80 | 光学引擎上盖、交换器基板 |
可依上述尺寸,以数 mm 为单位提供定制切割。