실리콘 포토닉스 vs CPO (Co-Packaged Optics) 차이는?

 

먼저 핵심부터 요약하면...

• 실리콘 포토닉스는 저비용, 집적 가능성이 장점인 기반 기술이고,
• CPO는 고속/저전력/초근접 통신을 위한 아키텍처적 접근

기술 범주	기반 기술 (Technology)	시스템/패키징 아키텍처 (Architecture)
초점	광소자를 어떻게 실리콘 위에 집적할 것인가	광소자를 어떻게 칩 패키지 내 또는 칩 근처에 통합할 것인가
구성 요소	도파로, 변조기, 포토다이오드, (때때로 레이저 포함) 등	스위치/가속기 칩 + 실리콘 포토닉스 기반 광 모듈의 통합
기술 관계	CPO를 구현할 때 자주 사용되는 기술	CPO 구현에 Silicon Photonics가 활용

 

• 비유하자면
  • Silicon Photonics는 “건축 자재” (콘크리트, 철근, 유리 등)
  • CPO는 “특정 구조의 건물” (예: 지진에 강한 친환경 아파트)

 

 

 

 

 

1. 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics)란?

• 실리콘(Si) 기반 웨이퍼 위에 광소자(도파로, 레이저, 변조기, 검출기 등)를 집적한 기술
• Silicon 기반 제조기술로 Photonics 소자 만들겠다는 것
• 기술 특징
  • CMOS 공정 기반 → 저비용, 대량생산
  • 수동 소자(도파로, 결합기) + 능동 소자(변조기, 포토다이오드)
  • 일반적으로 광 트랜시버(Transceiver)에 집적됨
• 적용 분야 예시
  • 데이터센터용 광모듈 (Silicon 공정으로 만든 도파로, 레이저, 변조기 등)
  • 서버 간 또는 서버 내 고속 통신 (SiPh 모듈로 대량생산, 고성능 구현 가능)

 

2. CPO (Co-Packaged Optics)란?

• 광 모듈을 스위치 칩이나 가속기 칩 패키지 근처에 물리적으로 통합하는 기술
• Photonics 모듈을 CPU, GPU 같은 ASIC 칩 가까이에 패키징 하겠다는 것
• 전통적인 광모듈이 메인보드 위 PCIe 슬롯처럼 가속기 칩과는 멀리 떨어진 반면, CPO는 바로 옆에 패키지 수준에서 통합
• 기술 특징
  • 칩 패키지 근처(또는 함께) 광소자 집적
  • 전기적 I/O 거리를 줄여 전력 소모 절감
  • 전통적인 플러그형 트랜시버(MPO, QSFP 등)와는 다른 아키텍처
• 적용 예시
  • 51.2Tbps 이상 고속 스위치 (여러 SiPh, Electric 모듈로 구성)
  • AI, HPC 환경에서 초저지연・저전력 요구되는 통신 (여러 SiPh, Electric 모듈로 구성)

 

3. 실리콘 포토닉스와 CPO를 정리해보면...

핵심 개념	실리콘 기반 광소자를 칩에 집적	광소자를 스위치나 가속기 칩 패키지에 직접 통합
생산 방식	CMOS 호환 공정	고급 패키징 + 광모듈 기술 결합
전기 신호 경로	광 트랜시버까지 수 cm ~ 수십 cm	수 mm 이하 (칩 바로 옆)
지연 및 전력	기존 대비 우수	더 우수 (초저지연, 저전력)
복잡도	상대적으로 낮음	패키징, 수율, 열관리 등 복잡
대표 업체	Intel, Cisco, IBM, Broadcom	Intel, Nvidia, Ayar Labs, Broadcom