巨头押注AI硬件新宠-CPO技术爆火，端到端光电混合仿真价值连城
导读：近年来，随着人工智能算力需求的爆炸式增长，传统电互连的带宽和功耗瓶颈日益凸显，而Copackaged Optics（CPO）技术凭借其高带宽、低延迟和低功耗的优势，正成为AI硬件架构的新宠。Nvidia的Grace Hopper超级芯片、Broadcom的CPO switch等产品的推出，标志着行业巨头已全面押注这一方向。
CPO通过将光引擎与计算芯片封装在同一基板上，大幅缩短了光电转换路径，为AI训练和推理提供了前所未有的数据吞吐效率。这一技术的火热，不仅推动了半导体工艺的革新，更催生了从材料、封装到系统设计的全产业链机遇。
一、仿真技术：CPO落地的关键突破口
然而，CPO的复杂性与跨学科特性（涉及光、电、热、力多物理场耦合）使其设计挑战陡增。如何精准模拟光子器件与电子芯片的协同效应？尤其是高速信号完整性的时域仿真直接决定CPO产品的性能，但是到现在为止没有任何一个工具自己可以通过通用的功能可以完整的对光电链路端到端准确的进行仿真。
二、抢占高地：仿真驱动的CPO未来
在AI硬件军备竞赛的背景下，能够攻克CPO仿真难题的企业必将占据产业链核心地位。一方面，Nvidia等厂商的积极布局为仿真工具链提供了海量应用场景；另一方面，台积电等代工厂的3D Fabric技术正逐步成熟，亟需配套仿真方案实现“设计-制造”闭环。而作为工程师也要抢占技术高地，学会光电系统仿真能力，从而在AI兴起“光进铜退”的大背景下一展拳脚。
三、端到端的光电系统仿真
端到端的光电系统和一般的无源纯电系统相比，区别主要是除了包括从SerDes TX开始，到封装/PCB/Connector等无源传输介质外，还要经历光电调制器的驱动器，光调制器，光纤，光接收器等有源器件。这些再经过无源的介质之后，会到SerDes RX里面被补偿放大然后判决。光电部分的导入的有源的光cable明显会比无源的铜cable有更复杂的信号系统模型，需要工程师对每一部分的建模都有足够的经验和理解才能建模准确，对CPO的信号系统设计做正确的判断。
现在使用比较多的方法是自己用编程语言建模，比如MATLAB，或者通过一些保护知识产权的办法比如把code model转化为AMI IBIS model来仿真。如果自己做SerDes，每一部分模型都可以自己去搭建，就用编程语言更合适。如果不自己做SerDes，从大厂拿来SerDes的AMI IBIS model，那就自己做AMI IBIS的光电model，也可以完成仿真评估。比如利用Keysight的SystemVue工具，就可以把自己的code转化为AMI IBIS model，然后放到ADS里面仿真。
ADS工具几乎是SIPI工程师必备的仿真工具，有十分强大的“路”仿真能力，尤其是对于AMI IBIS model的支持几乎是行业标杆。如何用SystemVue生成AMI IBIS model然后用ADS导入是做光电系统仿真的重点，也是除了用编程语言做仿真外最合适的方式。当然也是最容易入门的方式。
1、共封装光学信号系统光电混合仿真教程
当下，共封装光学信号系统光电混合仿真在数据中心、高性能计算、5G 及未来通信网络、消费电子设备等场景中均有重要应用，能优化系统设计以满足各场景对高速、稳定数据传输的需求，其价值体现在可优化性能、降低功耗、缩短研发周期以及助力系统集成与创新，推动光电子集成领域发展。
《共封装光学信号系统光电混合仿真10讲》通过ADS与MATLAB各自构建端到端光电系统仿真，主要介绍CPO的结构以及部件的建模方法，最后学习如何做整个信号系统的光电混合仿真。通过本课程，学员将掌握共封装光学光电系统仿真方法，能够独立完成从建模到结果分析的全流程仿真任务，破解正火热的共封装技术难题。
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第1讲 CPO introduction
第2讲 CPO Integration (Packaging)
第3讲 SerDes Architecture and Principle
第4讲 COM (Channel Operating Margin)
第5讲 Optical Transmitter and Receiver Modeling
第6讲 System Simulation Method
第7讲 LPO Spec (Linear Pluggable Optics Spec)
第8讲 SerDes Channel Link Simulation by MATLAB Coding
第9讲 SystemVue Generates AMI-IBIS model
第10讲 Summary and System Simulation in ADS
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