共同封装光学（CPO）通常被描述为一个距离问题。把光引擎移得更靠近交换 ASIC 或 XPU。缩短电气路径。降低 SerDes 功耗。提高带宽密度。
这一方向是真实存在的。光学功能正在逐步向计算靠近。但距离更近并不会消除物理问题。一个物理瓶颈很少会消失；它只是会转移到系统中的另一个位置。
随着电气传输距离缩短，更多责任转移到了封装之中：基板几何结构、EIC/PIC 集成、光学对准、热和机械稳定性、制造、测试以及可靠性。这就引出了一个更大的问题：什么样的物理平台，能够让越来越多样化的电子和光子功能围绕超大型计算器件共存？
一个越来越值得关注的答案，可能是玻璃。
这个机会并不仅仅是用玻璃替代有机基板，或者用玻璃取代硅中介层。玻璃最终可能成为一种围绕计算芯片、用于电子和光子功能的可扩展异构集成平台。这种可能性值得得到更多关注。
CPO开始对基板提出挑战
今天的先进 AI 封装已经结合了非常不同的物理系统。大型计算 ASIC 需要巨大的电气连接能力和供电能力；HBM 又增加了密度、热相互作用、封装尺寸以及机械复杂性；光引擎则引入了 EIC/PIC 集成、光学耦合、光纤连接，以及对几何关系极为敏感的要求。
基板位于所有这些器件的下方。到了某个阶段，基板就不再只是承载整个架构。它开始决定什么样的架构在物理上是可行的。
这与我此前讨论过的一个更广泛的观点直接相关：封装不再只是支撑系统，它正在决定什么样的系统能够被构建出来。
CPO 又把这一观点向前推进了一步。如果封装决定了计算、存储、电气互连、光学、供电、散热、制造和测试能否共存，那么位于封装下方的基板就变得越来越具有战略意义。
问题已经不再只是：我们应该使用哪一种光引擎？而变成：什么样的集成平台能够支持围绕计算芯片的下一代光学和电子功能？
为什么玻璃变得有吸引力
玻璃具有几项使其适合解决这一问题的特性。
它可以提供非常好的尺寸稳定性，可以支持低损耗的高频电气布线，其平滑的表面可以支持越来越精细的重布线结构，其热膨胀系数也可以进行工程化设计。
此外，与受到晶圆尺寸和经济性限制的传统硅中介层不同，玻璃提供了实现大得多集成尺寸的可能性。
当光学集成进入封装时，这些特性尤其值得关注。光学系统非常依赖几何关系。电气布线能够容忍的一些变化，光学接口未必能够容忍。
随着集成密度提高，光纤连接、耦合器、波导、PIC 放置以及光学对准都会变得越来越敏感。这意味着，尺寸稳定性不再仅仅是一项机械属性。它变成了一种架构能力。
基板最终可能参与光学系统
这正是玻璃的故事比简单的材料替代更有意思的地方。
今天，我们通常把封装基板看作位于器件下方的电气平台。但未来的玻璃结构可能同时支持电气和光学功能。电气重布线可以在横向进行。玻璃通孔可以提供垂直连接。光学结构最终也可能成为基板环境本身的一部分。
这提出了一个更重要的可能性：CPO 基板最终可能同时参与电气集成和光学集成。
基板将不再只是把光引擎连接到 ASIC。它可能成为多个光学和电子功能进行集成的物理环境的一部分。这改变了基板的架构角色。
不要只考虑一个光引擎
今天很多关于 CPO 的讨论，仍然假设一个相对简单的图景：一颗大型交换 ASIC，周围分布着若干个光引擎，它们之间通过非常短的电气连接相连。这是一个重要的架构。但它可能并不是最终的架构。
随着带宽密度提高，光学功能可能会变得更加分布式。未来的系统可能不再包含少量相对较大的光引擎，而是在计算芯片周围部署许多更小的电子和光子功能。
这会产生一种不同的扩展问题。问题将不再主要是如何封装一个光引擎，而更多是如何创建一个能够同时支持许多光学和电子功能的平台。
这正是玻璃可能特别有吸引力的地方。
一个足够成熟的玻璃平台，可能提供大面积集成、精细电气重布线、稳定的几何结构、垂直连接，以及最终的光学布线。因此，它的价值主张远远超过用一种基板材料取代另一种基板材料。
玻璃可能成为一个集成平台。
光学功能不是产品
这里还有一个重要的区别。光学功能不是产品。
一颗 PIC 可以展示出非常优秀的光学性能。一个光引擎可以展示出非常高的带宽。一块玻璃基板也可以展示出非常好的电气损耗表现或尺寸稳定性。但任何一项这样的展示，本身都不足以证明它能够成为一种可扩展的产品。
完整的系统仍然必须经受装配、制造变化、热循环、机械应力、光学对准、电气接口、测试、认证以及生产良率的考验。
因此，玻璃的未来并不会仅仅由它的材料特性决定。真正决定它未来的，是这些特性能否转化成一个具有可重复性的制造平台。
TGV是其中一个关键门槛
在这一转变中，最重要的技术之一是玻璃通孔，即 TGV。
从概念上来说，TGV 很简单。在玻璃中制造一个垂直贯穿的开孔，并通过它实现电气连接。但要在先进封装所要求的规模上可靠制造它，要困难得多。其中的挑战包括通孔几何结构、玻璃损伤、金属化、铜填充、界面附着力、残余应力、开裂以及长期可靠性。
随着特征尺寸变得更小、通孔数量变得更多，这些问题会变得越来越重要。这就是为什么不应该只通过一张材料性能表来评估玻璃的机会。
真正重要的问题是，产业能否让：玻璃加工 + TGV + 精细 RDL + 装配 + 可靠性，发展成为一个可重复的制造生态系统。这才是真正的转变。
玻璃并不会自动成为散热解决方案
还有一个需要避免的重要误解。不应该自动把玻璃描述为一种更优秀的散热材料。
它不是。玻璃本身并不具备那些专门因高热导率而被选择的材料所具有的热扩散能力。它的机会在别的地方。玻璃可能在电气特性、尺寸稳定性、大面积扩展以及异构集成方面提供优势。
但整个封装中的热路径仍然必须经过专门设计。这一点很重要，因为越来越大的 AI 封装不能再把热设计当作一个次要问题。基板可以使一种架构成为可能，但它并不一定是主要的散热机制。
生态系统可能比第一次演示更重要
一次成功的演示并不能形成一个产业平台。生态系统可以。
基于玻璃的集成需要兼容的材料、工艺设备、TGV 制造、精细线路重布线、装配方法、已知良品裸片策略、检测能力、认证方法以及多个制造来源。
这个生态系统需要时间才能成熟。这也是半导体产业中反复出现的一种模式。第一次演示证明的是可能性。制造证明的是可重复性。生态系统决定规模。因此，最重要的里程碑可能并不是第一个令人印象深刻的玻璃封装。
更重要的是，可能是设计人员能够把玻璃选择为一种集成平台，而不需要把每一个项目都当作定制化研究项目来处理。
到了那个时候，这项技术才真正进入架构层面。
瓶颈转移了位置
这又把讨论带回到了 CPO。CPO 的出现，是因为高速电气传输距离在功耗方面变得越来越昂贵，同时也越来越难以扩展。
把光电转换移得更靠近计算芯片，可以解决这个问题的一部分。但是：一个物理瓶颈很少会消失；它只是会转移到系统中的另一个位置。更短的电气传输距离，使光学对准变得更加重要。
更靠近计算芯片的光学集成，会增加热暴露。更大的异构结构，会增加机械敏感性。更加集成的架构，则会提高装配、测试、可靠性以及制造可重复性的重要程度。
瓶颈转移了。
这就是为什么 CPO 最终不能只被理解为一个光引擎问题。它正在变成一个集成平台问题。从基板到集成平台
因此，关于玻璃最值得关注的问题可能并不是：玻璃能否替代有机基板？或者：玻璃能否替代硅中介层？这些比较是有用的，但它们可能过于狭窄。更重要的问题是：玻璃能否成为一种可扩展的物理集成平面，用来承载围绕计算芯片的众多电子和光子功能？
如果 TGV、精细重布线、光学集成、装配，以及配套的制造生态系统能够发展得足够成熟，那么最终的答案可能是肯定的。
如果真的发生这种情况，基板本身的角色就会改变。它将成为架构的一部分。这也引出了一个更大的观点：重要的创新可能并不只是一个更好的光引擎，而是光引擎下方的集成平台。
CPO 最初是通过把光学功能搬得更靠近计算芯片而开始的。它的下一阶段，可能是构建一个物理平台，使许多光学和电子功能能够围绕计算芯片实现规模化共存。
玻璃可能成为实现这一点的技术之一。如果它真的能够做到，那么 CPO 的未来将不再只是如何封装光学器件。
它将关乎如何定义下一代异构计算系统赖以构建的物理平台。
https://semiwiki.com/3dic/373619-the-future-of-cpo-may-be-a-glass-integration-platform/
（来源：编译自semiwiki）
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
