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存储芯片的CPO共封装光学与光互连技术.docx
资料介绍
存储芯片的CPO共封装光学与光互连技术
1 引言
CPO（Co-Packaged Optics）将光引擎与电子芯片封装在同一基板或腔体内，用光互连替代传统电互连实现芯片间的高速数据传输。在AI算力需求爆发推动下，电互连面临带宽密度、功耗和距离三重瓶颈，CPO通过光互连的低损耗、高带宽特性为突破这些瓶颈提供了根本性解决方案。本章系统分析CPO的技术原理、硅光引擎设计、在存储系统中的应用和产业化进展。
2 CPO技术原理
2.1 架构组成
CPO系统由光引擎（PIC）、电芯片（EIC）和光波导组成。光引擎通过硅光工艺制造，包含激光器、调制器、探测器和光波导。电芯片通过微凸块或混合键合与光引擎紧密耦合。
2.2 调制方案
PAM-4（4级脉冲幅度调制）是当前CPO的主流方案，每个符号传输2比特。相干调制支持更高的数据速率（>100Gbps/通道），但功耗和成本较高。
3 硅光引擎
3.1 调制器
硅光调制器基于MZI或微环谐振器结构，通过载流子耗尽效应调制光信号。MZI调制器带宽>50GHz，微环调制器尺寸<10μm。
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