台积电与TFTX CPO光引擎的异同

文摘   2025-01-19 11:20   新西兰  
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今天笔者重点讲讲以下几个大家周末非常关心的问题。


  1. 什么是光引擎?

  2. 台积电光引擎 VS TFTX光引擎


什么是光引擎?


如上图所示,黑色圈圈部分为光学引擎,包括光子集成电路(Photonic Integrated Circuit,简称PIC)和电子集成电路(Electronic Integrated Circuit,简称EIC),也就是图中紫色圈圈和红色圈圈部分。


其中,PIC包括激光源(片上或片下激光源)、光调制器(基于马赫-曾德尔干涉仪调制器MZM或者基于微环谐振器调制器MRM)以及光电探测器PD(比如锗光电二极管)。EIC包括光学驱动器Driver和跨阻放大器(Transimpedance Amplifier,简称TIA)。


如果大家感兴趣他们的功能是什么可以顺着往下看,不感兴趣可以跳过,直接进入下一节。


激光源是一种特殊的设备,它能够产生激光,这种激光可以作为光通信中的信号载体,用于携带和传输信息。通过激光的不同调制方式(如改变光的强度、相位或频率),可以在激光中编码信息,然后通过光纤或空气等介质发送到远端,实现高速数据通信。


光调制器通常根据其结构和工作原理分为多种类型,其中基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI, Mach-Zehnder Interferometer)和微环谐振器(MRR, Micro-ring Resonator)的调制器是两种常见的设计。

MZI调制器利用两条光路的干涉效应来调制光信号。它包括两个分束器(一分为二,二合为一)和两条臂,光在这两条臂中传播时会因为电致折射效应(electro-optic effect)产生相位变化。当两条光路重新合并时,不同的相位差会导致不同的干涉效果,从而实现光强度的调制。MZI调制器适用于宽带宽应用,因为它们可以非常有效地控制光的相位和强度。

微环谐振器MRR调制器基于微环或微盘结构,这些结构可以围绕一个或多个中心环路构建。光信号通过耦合进入这些微环,由于微环的谐振特性,只有特定波长的光才会在环中建立起共振并被加强。通过改变环中的折射率(通常使用电致折射效应),可以调节环的谐振条件,从而调制通过环的光信号的传输。MRR调制器尺寸小,能耗低,特别适合于紧凑的光集成电路。

光电探测器PD是一种能够检测光信号并将其转换为电信号的设备。这种转换基于物质对光的响应,即光电效应。

光学驱动器Driver主要指用于控制光学元件如激光器、光调制器等的设备。光学驱动器是实现精确光信号控制的关键部件。


跨阻放大器TIA是一种特殊类型的放大器,它的主要功能是将输入的电流信号转换为输出的电压信号。这种放大器在光电检测系统中非常重要,特别是在需要将从光电探测器PD接收到的光电流信号转换为更易于处理的电压信号的应用中。


台积电光引擎 VS TFTX光引擎


在2024年12月底有消息称博通与台积电合作的CPO交换机在2025年下半年将量产,其中光调制器是基于微环谐振器MRR。


而在传统光模块中光引擎使用的调制器大部分是基于马赫-曾德尔干涉仪MZI的调制器,这里也就是和台积电的CPO交换机技术中光引擎最大的不同之处。

TFTX提供的光引擎中的光调制器也是基于马赫-曾德尔干涉仪MZI的,就跟台积电光引擎方案中使用的基于微环谐振器MRR的方案有所不同。


未来TFTX是否会生产基于微环谐振器MRR方案的光引擎?

什么时候TFTX会有相关产能释放?

TFTX的FAU产品如何?


这些都是大家需要考虑的问题,最近TFTX的业绩出来了,符合笔者前面文章的判断,传统业务增速不佳,新兴业务尚处未来。


此外,台积电基于CoWoS的CPO封装工艺大家感兴趣也可以搜索国际专利获取,笔者基本所有的都看过,欢迎大家积极交流。


最后,插播一条英特尔的消息。据外媒SemiAccurate透露,早在两个月之前,他们收到一封来源可靠的邮件。内容显示,有一家背景雄厚的企业正准备收购英特尔,特斯拉CEO埃隆·马斯克被认为是该传闻中英特尔的潜在收购者。关注对面市场投资的读者可以关注一下。


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