2025-05-29
光通訊術語表
共封裝光學術語、縮寫與概念的參考指南。
共封裝光學 (CPO)
共封裝光學 (Co-Packaged Optics, CPO) 是一種將光學引擎直接放置於交換器 ASIC 同一封裝內、相鄰位置的光互連技術,取代傳統的可插拔模組。這種做法可降低延遲與功耗,滿足高效能 AI 數據中心的需求。
主要優勢：將光學元件拉近交換器,可縮短訊號路徑,在 51.2T 及更高密度交換器系統中實現更低功耗與更高整合度。
主要術語
ASIC
特殊應用積體電路 (Application-Specific Integrated Circuit)。針對特定任務優化的客製化晶片。在 CPO 系統中,交換器 ASIC(例如 Broadcom Tomahawk、NVIDIA Quantum-X)負責封包交換,而光學引擎處理光纖連接。
BDD
硼摻雜鑽石 (Boron-Doped Diamond)。經硼原子摻雜的鑽石,在維持鑽石極高導熱性的同時具備導電性。BDD 用於兼具電磁干擾吸收 (EMI) 功能的散熱片。
CES
Cambridge Electronic Industries(現為 Synopsis 的一部分)。與 Chiplets 不同;其含義視上下文而定。
CMIS
通用管理介面規範 (Common Management Interface Specification)。光模組的管理協定標準。ELSFP-CMIS-01.0 為外部光源固定指標模組的 CMIS 實作。
COUPE
緊湊型超密集光子引擎 (Compact Ultra-dense Photonics Engine)。台積電的矽光子整合平台,應用於 NVIDIA Spectrum-X 與 Quantum-X CPO 系統。透過 SoIC-X 封裝實現 EIC(電子積體電路)與 PIC(光子積體電路)的異質整合。
CPO
共封裝光學 (Co-Packaged Optics)。請參考上方定義。
CVD
化學氣相沉積 (Chemical Vapor Deposition)。將含碳氣體(通常為甲烷)導入腔體,利用電漿將碳原子沉積於基板的鑽石薄膜成長方法。MPCVD(微波電漿化學氣相沉積)為 6C 的主要成長技術。
DFM
可製造性設計 (Design for Manufacturing)。在設計階段即考慮製造效率與良率的過程。
EIC
電子積體電路 (Electronic Integrated Circuit)。基於 CMOS 製程的光學引擎驅動晶片。在 NVIDIA COUPE 架構中,EIC 負責驅動放大器與 TIA 電路以控制光調變器。通常採 65nm 製程。
ELSFP
外部光源固定指標 (External Light Source Fixed Pointer)。將連續波 (CW) 雷射置於獨立可抽換模組內,透過光纖陣列連接至 CPO 交換器的模組規格。OIF-ELSFP-02.0 為業界標準。
GaN
氮化鎵 (Gallium Nitride)。寬能隙半導體材料,適用於高功率、高頻應用。GaN-on-Diamond 基板結合了 GaN 的電學特性與鑽石的熱管理優勢。
MCM
多晶片模組 (Multi-Chip Module)。將多顆積體電路(小晶片)封裝於同一模組的電子組裝方式。CPO 系統中的光學引擎常將 PIC + EIC + 支援晶片整合於 MCM 架構中。
MPCVD
微波電漿化學氣相沉積 (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition)。高品質單晶鑽石的主要成長方法。6C 使用多千瓦級 MPCVD 反應器生產晶圓級鑽石。
MRM
微環型光調變器 (Micro-ring Modulator)。矽光子中的小型光調變器。每一環可調變 CW 雷射載波(例如 200Gb/s)。NVIDIA CPO 系統中常見此元件。
OIF
光互連論壇 (Optical Internetworking Forum)。制定光網路互通規格的業界組織,包括 ELSFP-02.0 與 CPO 模組標準。
PIC
光子積體電路 (Photonic Integrated Circuit)。於單一晶粒上整合光調變器、光偵測器、光波導、光耦合器等元件的矽光子晶片。在 CPO 中,PIC 負責實際的光傳輸與接收。
SerDes
串列器/解串器 (Serializer/Deserializer)。將交換器 ASIC 的並列資料流轉換為高速串列資料以進行光傳輸(反向亦然)的介面電路。新一代 CPO 每通道使用 100G 或 200G SerDes。
SCD
單晶鑽石 (Single Crystal Diamond)。具有連續晶格結構的鑽石(相對於多晶鑽石)。SCD 具備最高的導熱率,適用於高效能熱管理應用。
SiPh
矽光子 (Silicon Photonics)。利用矽基積體電路製程製作光學元件的技術。CPO 中的多數 PIC 為矽光子晶片。
SoIC
系統整合晶片 (System-on-Integrated-Chips)。台積電的小晶片堆疊技術。SoIC-X 為應用於 COUPE CPO 中的三維堆疊變體,可將 PIC 與 EIC 小晶片緊密整合。
TIA
跨阻抗放大器 (Transimpedance Amplifier)。將光偵測器電流轉換為電壓訊號的放大器電路。屬於 CPO 光學引擎 EIC 的一部分。
快速參考表
| 術語 | 全名 | 類別 |
|---|---|---|
| ASIC | Application-Specific Integrated Circuit | 硬體 |
| BDD | Boron-Doped Diamond | 材料 |
| COUPE | Compact Ultra-dense Photonics Engine | 平台 |
| CPO | Co-Packaged Optics | 架構 |
| CVD | Chemical Vapor Deposition | 製程 |
| EIC | Electronic Integrated Circuit | 元件 |
| ELSFP | External Light Source Fixed Pointer | 模組 |
| GaN | Gallium Nitride | 材料 |
| MCM | Multi-Chip Module | 封裝 |
| MPCVD | Microwave Plasma CVD | 製程 |
| MRM | Micro-ring Modulator | 元件 |
| OIF | Optical Internetworking Forum | 組織 |
| PIC | Photonic Integrated Circuit | 元件 |
| SerDes | Serializer/Deserializer | 介面 |
| SCD | Single Crystal Diamond | 材料 |
| TIA | Transimpedance Amplifier | 元件 |
標準尺寸參考
6C Technology 標準產品尺寸(單位:mm):
| 系列 | 可選尺寸 | 典型應用 |
|---|---|---|
| 8mm 底座 | 8×16、8×32、8×64 | 小型 PIC 上蓋、雷射基座 |
| 9mm 底座 | 9×18、9×36、9×72 | 中型 PIC/EIC 上蓋、ELSFP |
| 10mm 底座 | 10×20、10×40、10×80 | 光學引擎上蓋、交換器基板 |
可依上述尺寸,以數 mm 為單位提供客製切割。