광 연결, 특히 실리콘 포토닉스는 차세대 데이터센터, 특히 HPC 애플리케이션을 위한 연결을 가능하게 하는 중요한 기술이 될 것으로 예상됩니다. 시스템 성능을 따라잡고 계속 확장하는 데 필요한 대역폭 요구 사항이 계속 증가함에 따라 구리 신호만으로는 이를 따라잡을 수 없습니다. 이를 위해 이번 주 2024 북미 기술 심포지엄의 일환으로 3D 광학 엔진 로드맵을 발표한 TSMC와 같은 팹 공급업체를 비롯한 여러 기업이 실리콘 포토닉스 솔루션을 개발하고 있으며, TSMC 팹 프로세서에 최대 12.8Tbps의 광 연결을 제공하겠다는 계획을 발표했습니다.
TSMC의 컴팩트 유니버설 포토닉 엔진(COUPE)은 회사의 SoIC-X 패키징 기술을 사용하여 전자 집적 회로(EIC-on-PIC)를 포토닉 집적 회로 위에 적층합니다. 파운드리는 자사의 SoIC-X를 사용하면 다이 간 인터페이스에서 가장 낮은 임피던스를 구현할 수 있어 에너지 효율이 가장 높다고 말합니다. EIC 자체는 65nm급 공정 기술로 생산됩니다.
TSMC의 1세대 3D 광학 엔진(또는 COUPE)은 1.6Tbps로 실행되는 OSFP 플러그형 장치에 통합될 예정입니다. 이는 현재 구리 이더넷 표준(최고 800Gbps)보다 훨씬 앞서는 전송 속도로, 네트워크가 밀집된 컴퓨팅 클러스터에서 광 인터커넥트의 즉각적인 대역폭 이점을 강조하며 전력 절감 효과도 기대할 수 있습니다.
한발 더 나아가, 2세대 COUPE는 스위치와 함께 코패키지된 옵틱으로 CoWoS 패키징에 통합되도록 설계되어 광학 상호 연결을 마더보드 수준까지 끌어올릴 수 있습니다. 이 버전 COUPE는 1세대 버전에 비해 지연 시간이 단축된 최대 6.40Tbps의 데이터 전송 속도를 지원합니다.
TSMC의 세 번째 COUPE, 즉 CoWoS 인터포저에서 실행되는 COUPE는 한 단계 더 개선되어 전송 속도를 12.8Tbps로 높이는 동시에 광 연결을 프로세서 자체에 더욱 가깝게 가져올 것으로 예상됩니다. 현재 COUPE-on-CoWoS는 개발 경로를 찾는 단계에 있으며 TSMC는 목표 날짜를 정하지 않았습니다.
결국, 다른 업계 경쟁사들과 달리 TSMC는 지금까지 실리콘 포토닉스 시장에 참여하지 않았으며, 이 시장은 글로벌파운드리와 같은 업체들에게 맡겨두었습니다. 하지만 3D 광학 엔진 전략을 통해 이 중요한 시장에 진입하여 잃어버린 시간을 만회할 것입니다.
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