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光子小鎮

矽光子、光模組與 CPO。點進部件查看結構、公司與上層產品。

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GPU 算得快,資料卻可能塞在連接線上;傳得越快、越遠,耗電與訊號品質越難顧。

正在解決什麼

把資料變成光來傳。CPO 把光引擎搬近晶片,縮短高速電訊號的路;可插拔模組則方便更換維修。

用生活例子理解

像把小巷換成高速公路,但交流道要對準,壞掉也要能修。

接下來看什麼

看光纖對位、測試良率、散熱與可維修性;示範成功不代表所有型號大量出貨。

終端產品/設備

CPO 交換器整機

打開網路交通指揮站:核心是交換晶片與光引擎的共同封裝,另有光纖連接、供電與散熱。外置光源是可採用的架構之一。

NVIDIA、Broadcom · 產品與公司 ↗
光通訊細部

一條完整光收發鏈

發射端:Driver 驅動調變器,把資料寫進雷射光;光經耦合與光纖到接收端,再由偵測器轉成電流、TIA 放大。金色是電路徑,青色是光路徑。

Marvell、波若威 · 產品與公司 ↗
光通訊細部

波分多工 WDM

讓不同波長的光共用光纖,發射端合波、接收端分波。可以是光學模組,也可整合在 PIC;不是每種架構都採多波長。

波若威 · 產品與公司 ↗
光通訊部件

CPO 共同封裝

外觀參考 Spectrum-X MCM:中央為 ASIC,四邊是密集光引擎陣列。把它們放近,可縮短高速電訊號走的距離。

台積電 TSMC、日月光 ASE · 產品與公司 ↗
光通訊部件

可插拔光模組

像可以抽換的小盒子,內有光電轉換元件與控制電路。這是另一種放法,並不是 CPO 封裝裡必然會有的子零件。

Coherent、Fabrinet · 產品與公司 ↗
光通訊部件

光引擎

打開光引擎封裝:PIC 負責光的處理,電子晶片驅動或讀出訊號,光纖介面把光送進送出。此層改以 Ayar Labs TeraPHY 作外觀例子,並非 NVIDIA 封裝的供應商宣告。功能拆解不代表該晶片的真實版圖。

Ayar Labs、Marvell · 產品與公司 ↗
光通訊部件

矽光子晶片 PIC

放大晶片,會看到導光的路、把資料寫進光的調變器,以及把收到的光轉成電的偵測器。實際功能組合依設計而異。

GlobalFoundries、Tower Semiconductor · 產品與公司 ↗
光通訊部件

雷射光源

像小燈塔提供光;調變器再把資料寫進光。圖中放在封裝外是外置光源的示意,並非所有產品皆相同。

Lumentum、Coherent · 產品與公司 ↗
光通訊部件

光纖與連接

像透明道路,把光帶到另一台設備。光纖、連接器及耦合元件是不同角色,請依下列官方說明閱讀。

上詮 FOCI、SENKO · 產品與公司 ↗
光通訊部件

電子控制/驅動晶片

驅動器把電訊號交給光調變器;接收端放大器把微小接收訊號放大。是否搭配 DSP 取決於架構。

Marvell、MACOM · 產品與公司 ↗
光通訊細部

FAU 光纖陣列

把許多根光纖排成一列,再對準光子晶片。V 型槽固定位置,上方蓋板保護光纖,前端依耦合方式配置光學元件。

波若威、上詮 FOCI · 產品與公司 ↗
光通訊細部

側邊耦合 EC

光纖从晶片側邊接入,透過漸變結構銜接光場。重點是光纖與晶片邊緣對準。

台積電 TSMC · 產品與公司 ↗
光通訊細部

表面光柵耦合 GC

光從晶片上方進出,表面的週期結構把光轉入平面波導。透鏡與反射鏡可依設計搭配。

台積電 TSMC · 產品與公司 ↗
光通訊細部

光調變器驅動器 Driver

把電訊號推到調變器需要的幅度,像幫訊號加力氣;發射端使用。可獨立封裝,也可整合在 EIC。

Marvell · 產品與公司 ↗
光通訊細部

跨阻放大器 TIA

接收端的光偵測器先產生微小電流,TIA 將它轉成較好處理的電壓訊號。

Marvell · 產品與公司 ↗
光通訊細部

光通訊 DSP

修整高速訊號與處理傳輸失真。不同模組可採雙向、僅發射端或線性架構,並非每個光引擎都含獨立 DSP。

Marvell · 產品與公司 ↗
光通訊細部

矽光波導

矽晶片上的細小光路,用於連接調變器、分光器與偵測器。通常藏在 PIC 內部。

GlobalFoundries、Tower Semiconductor · 產品與公司 ↗
光通訊細部

氮化矽光波導

以氮化矽形成低損耗光路,可用於光學配線及耦合;與矽波導是不同材料選擇。

Tower Semiconductor · 產品與公司 ↗
光通訊細部

玻璃光波導

在玻璃中形成導光路徑,可協助光纖連到 PIC。GlassBridge 仍屬開發中的方案,不代表所有 FAU 都會被取代。

Corning · 產品與公司 ↗
光通訊細部

聚合物光波導

在基板上形成聚合物光路,讓光在板與封裝附近傳遞;需要兼顧溫度、可靠度與光學損耗。

DNP 大日本印刷 · 產品與公司 ↗
光通訊細部

微環調變器 MRM

環形光路與直波導互相作用,電訊號改變共振條件以調變光。體積小,設計需處理溫度漂移。

NVIDIA · 產品與公司 ↗
光通訊細部

馬赫-曾德調變器 MZM

把光分成兩條路,改變相位後再合併,利用干涉把電訊號寫進光。

GlobalFoundries、Tower Semiconductor · 產品與公司 ↗
光通訊細部

薄膜鈮酸鋰調變器

利用鈮酸鋰的電光效應調變光,屬不同材料路線;可與既有光模組及製造平台整合。

聯電 UMC、HyperLight · 產品與公司 ↗
光通訊細部

線性可插拔光模組 LPO

光學仍在可抽換模組裡;採線性訊號路徑,依靠主機端訊號能力配合,降低模組處理負擔。

Coherent · 產品與公司 ↗
光通訊細部

線性接收/發射重定時模組

接收路徑線性化,發射端仍可保留 DSP。它與完全線性 LPO 的訊號處理配置不同。

Coherent · 產品與公司 ↗
光通訊細部

近封裝光學 NPO

光引擎放到主板上、靠近主晶片,但與主晶片封裝仍分開。縮短板上的高速電線。

日月光 ASE · 產品與公司 ↗