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資料中心高速傳輸發展下的材料與技術趨勢 (研討會簡報)

Material and Technology Trends for High Speed Interconnects in the Data Center

2022/05/26
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張崇學

簡報大綱

一、資料中心大型化、高速傳輸趨勢

二、光收發器技術與材料趨勢

三、銅纜傳輸線技術與材料趨勢

簡報內容

資料中心高速傳輸發展下的材料與技術趨勢 — NO.1

NO.2

NO.3

隨 AIoT 及 5G 發展，全球連網裝置及上網頻寬不斷增加雲端業者為了處理更多數據，將加深對於資料中心的需求 — NO.4

全球超大型資料中心將以每年約10%的速度成長 — NO.5

大型資料中心多為低延遲、高擴充性的 Spin-Leaf 傳輸架構透過 Switch 匯集流量，並朝更高速的 400G 發展 — NO.6

資料中心傳輸可分為：近距離的電訊號及遠距離的光訊號 — NO.7

光纖傳輸是資料中心往高頻寬、大型化發展的核心技術之一 — NO.8

光收發器是資料中心光纖傳輸中最為關鍵的裝置預估 2020-2025 應用於資料中心的光收發器 CAGR 將達到 24% — NO.9

為應付不斷升高的數據處理量資料中心光收發器將朝更高頻寬 400G/800G 發展 — NO.10

市場預估 400G 的光收發器將比 200G 更具競爭力 — NO.11

隨著資料中心往大型化、高速傳輸發展需面對遠距離傳輸、高速訊號衰減、佈線成本上升等問題 — NO.12

NO.13

光收發器最重要功能之一就是利用雷射發出特定波長的紅外光 — NO.14

InP 磷化銦材料所製造的雷射晶片將在資料中心大型化、高速傳輸的發展中扮演重要角色 — NO.15

資料中心將成為 InP 晶圓市場最主要的成長驅動力預估 2020-2025 應用於資料中心的 InP 晶圓 CAGR 將達到 20.2% — NO.16

InP 光收發器產業鏈複雜垂直整合的光學元件廠普遍具有較高市佔與技術領先地位 — NO.17

中國視 InP 為資料中心、光纖基建、自駕車、6G 的關鍵材料目前已有大量企業投入佈局 — NO.18

國內目前在 InP 產業的佈局多著重在磊晶代工、晶片代工、後段封裝與光收發器的組裝 — NO.19

國內產業在 InP 磊晶代工已取得不錯市佔然而最上游的 InP 晶圓長期由三家外商寡佔 — NO.20

InP 受限於長晶不易，目前晶圓供應以2~3吋為主流InP 晶圓領導業者擴產緩慢，預估未來供應恐會吃緊 — NO.21

全球 InP 晶圓生產集中於中國和日本地緣政治的影響，將是相關市場發展最大的風險之一 — NO.22

InP 主流長晶技術有 LEC、VGFLEC 長晶速度快，VGF 則可生成品質更好的晶圓 — NO.23

矽光子藉由矽晶圓整合電子與光學元件矽光子光收發器具有更小體積、更低能秏優勢 — NO.24

矽光子產業目前由 Intel 與光通訊系統業者領導發展產業分工較細且有較多新創投入，特別是前段的 IC 設計 — NO.25

NO.26

資料中心近距離(<30m)傳輸線，常見的有 DAC 及 AOC — NO.27

DAC 最具成本優勢，但為解決愈高速傳輸距離愈短問題另有加入電子晶片來對訊號處理的 ACC 及 AEC 銅纜技術 — NO.28

AEC 做為可平衡 DAC 銅纜與 AOC 光纖的解決方案 — NO.29

AEC 具銅纜的成本效益，並彌補 DAC 高速傳輸距離的不足 — NO.30

隨著資料中心往大型化、高速傳輸發展AEC 及 AOC 傳輸線將有較佳的發展性 — NO.31

2019年 Credo 成立 HiWire 聯盟致力 AEC 標準化 — NO.32

資料中心往 400G 發展傳輸線單通道速度也利用 PAM4 調變朝 50G 前進 — NO.33

支援 PAM4 的高速銅纜對於材料有更高的要求 — NO.34

PTFE 為目前高速銅纜絕緣材料的最高規格 — NO.35

NO.36

名詞縮寫 — NO.37

張崇學研究員材化組材料研究部 03-5912923RobertChang@itri.org.tw — NO.38

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