CPO(코패키지드 옵틱스)란?

광 송수신 부품(광 엔진)을 스위치 IC 등과 같은 패키지에 실장하는 기술. 전기 배선이 짧아져 1비트당 소비 전력을 낮출 수 있지만, 광부품을 뽑고 꽂아 교체할 수 없으므로 조립 전 검사와 외부 레이저 광원 채용이 중요해진다.

일본어 명칭: CPO(コパッケージドオプティクス)

CPO(코패키지드 옵틱스)은(는) 실리콘 포토닉스, 첨단 패키징(3D와 칩렛) 등 2개 분야의 연습 문제 6개에 나와요.

분야: 실리콘 포토닉스

도전해 보기: CPO(코패키지드 옵틱스) 관련 문제

광 송수신 부품을 스위치 IC와 같은 패키지에 실장하는 CPO(Co-Packaged Optics)의 과제로 올바른 것은?

  1. A광부품이 고장 나도 모듈 단위로 교체할 수 없어, 높은 신뢰성과 조립 전의 충분한 검사가 필요해진다
  2. B스위치 IC와 광부품 사이의 전기 배선이 길어져, 플러거블 방식보다 소비 전력이 늘어난다
  3. C광섬유를 패키지에 연결하는 공정이 없어지는 대신, 통신 가능한 거리가 수 cm로 제한된다
정답과 해설 보기

정답: A. 광부품이 고장 나도 모듈 단위로 교체할 수 없어, 높은 신뢰성과 조립 전의 충분한 검사가 필요해진다

CPO에서는 스위치 IC 바로 근처에 광 엔진을 두기 때문에, 전기 배선이 짧아져 1비트당 소비 전력을 낮출 수 있고, 많은 광 연결을 고밀도로 배치할 수 있습니다. 그 반면 광부품이 고장 나도 전면 패널에서 꽂고 뽑는 방식으로 교체할 수 없어, 패키지 전체에 영향을 미칩니다. 따라서 조립 전에 웨이퍼나 칩 상태에서 검사하여 양품만 사용하는 것이나, 고장 나기 쉬운 레이저를 패키지 밖으로 빼내는 방법이 중요해집니다. 고온이 되는 스위치 IC 근처에서 광부품을 동작시키는 것이나, 많은 광섬유를 정밀하게 연결하는 공정도 과제입니다.

CPO에서는 레이저 광원을 스위치 IC 패키지 밖에 두고 광섬유로 빛만 공급하는 외부 레이저 광원이 자주 검토된다. 그 주된 이유는?

  1. A레이저는 고온에서 효율이나 수명이 떨어지기 쉬우므로, 발열이 큰 스위치 IC에서 떨어뜨리고 교체도 쉽게 하기 위해
  2. B레이저를 패키지 밖에 두면, 빛을 광섬유로 운반할 때의 결합 손실이 완전히 없어지기 때문에
  3. C실리콘 변조기는 레이저 빛이 없어도 전기 신호만으로 빛을 발생시킬 수 있기 때문에
정답과 해설 보기

정답: A. 레이저는 고온에서 효율이나 수명이 떨어지기 쉬우므로, 발열이 큰 스위치 IC에서 떨어뜨리고 교체도 쉽게 하기 위해

반도체 레이저는 온도가 올라가면 문턱 전류가 늘어 효율이 떨어지고, 열화도 빨라집니다. CPO에서는 수백 W를 소비하는 스위치 IC 바로 근처에 광 엔진이 놓이기 때문에, 레이저를 패키지 안에 넣으면 가혹한 온도에서 동작시키게 됩니다. 외부 레이저 광원으로 하면 비교적 온도가 낮은 곳에서 동작시킬 수 있고, 전면 패널 등에서 꽂고 뽑아 교체할 수도 있습니다. 대신 레이저 빛을 광섬유로 광 엔진까지 유도하는 만큼 결합 손실이 늘어나, 그만큼 레이저 출력을 크게 해야 합니다. 변조기는 빛을 발생시키지 않습니다.

해설 속 CPO(코패키지드 옵틱스)

CPO(코패키지드 옵틱스)이(가) 나오는 문제 (6)

  1. 광 송수신 부품을 스위치 IC와 같은 패키지에 실장하는 CPO(Co-Packaged Optics)의 과제로 올바른 것은?
  2. CPO에서는 레이저 광원을 스위치 IC 패키지 밖에 두고 광섬유로 빛만 공급하는 외부 레이저 광원이 자주 검토된다. 그 주된 이유는?
  3. 광부품과 스위치 IC 등을 하나의 패키지에 넣는 CPO에서, 조립 전에 웨이퍼 상태로 광학 특성을 검사하는 것이 특히 중요해지는 이유는?
  4. 스위치의 전면 패널에 꽂아 사용하는 플러거블 광 트랜시버의 장점으로 올바른 것은?
  5. 총 51.2 Tb/s의 대역을 가진 스위치에서 모든 광 연결을 1비트당 5 pJ로 수행할 때, 광 연결의 소비 전력에 가장 가까운 것은?
  6. 스위치 IC 등과 광 송수신 부품을 같은 패키지 안에 근접하여 실장하고, 전기 배선을 짧게 하여 소비 전력을 줄이는 기술을 무엇이라 하는가?

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