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英特爾實驗室宣布其集成光子學(xué)研究取得重大進展。最新的研究展示了多波長集成光學(xué)器件的行業(yè)領(lǐng)先進展，包括演示了完全集成在硅晶圓上的八波長分布式反饋(DFB)激光陣列，并提供+/- 0.25dB的出色輸出功率均勻性和超過行業(yè)規(guī)格的±6.5%的波長間距均勻性。
英特爾實驗室高級首席工程師Haisheng Rong表示：“這項新研究表明，有可能在均勻和密集間隔的波長下實現(xiàn)匹配良好的輸出功率。最重要的是，這可以通過使用英特爾晶圓廠中現(xiàn)有的制造和工藝控制來完成，從而確保下一代共封裝光學(xué)器件和大規(guī)模光計算互連的批量生產(chǎn)的清晰路徑。”
它意味著什么？
這一進展將使生產(chǎn)的光源具有未來大批量應(yīng)用所需的性能，如用于包括人工智能(AI)和機器學(xué)習(xí)(ML)在內(nèi)的新興網(wǎng)絡(luò)密集型工作負載的共封裝光學(xué)和光學(xué)計算互連。該激光器陣列建立在英特爾的300毫米硅光子學(xué)制造工藝上，為大批量制造和廣泛部署鋪平了道路。
Gartner預(yù)測，到2025年，硅光子學(xué)將被用于所有高帶寬數(shù)據(jù)中心通信渠道的20%以上，而2020年這一比例還不到5%，總的可用市場將達到26億美元。對低功耗、高帶寬和更快的數(shù)據(jù)傳輸的需求不斷增長，推動了對硅光子學(xué)的需求，以支持數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用和其他方面。
為什么它很重要？
光纖連接在20世紀80年代開始取代銅線，光纖中的光傳輸具有固有的高帶寬，而不是通過金屬線傳輸?shù)碾娒}沖。由于元件尺寸和成本的降低，該技術(shù)變得更加有效，這使得過去幾年在使用光互連的網(wǎng)絡(luò)解決方案方面取得了突破性進展，例如在交換機、數(shù)據(jù)中心和其他高性能計算環(huán)境中。
隨著電氣互連性能限制的上升，在同一封裝上并排集成硅電路和光學(xué)器件，為未來的輸入/輸出(I/O)接口帶來了希望，其能源效率得到提高，覆蓋范圍也更廣。這些光子技術(shù)是在英特爾的工廠里利用現(xiàn)有的工藝技術(shù)實現(xiàn)的，這意味著大規(guī)模制造的有利成本降低。
最近采用密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的共封裝光學(xué)解決方案展示了在大幅減少光子芯片的物理尺寸的同時增加帶寬的前景。然而，直到現(xiàn)在，要生產(chǎn)具有統(tǒng)一波長間隔和功率的DWDM光源非常困難。這一新進展確保了光源波長分離的一致性，同時保持了均勻的輸出功率，從而滿足光計算互連和DWDM通信的要求之一。使用光互連的下一代計算I/O可以為未來高帶寬AI和ML工作負載的極端需求量身定制。
它是如何工作的？
八個波長的DFB陣列是利用英特爾的商用300毫米混合硅光子學(xué)平臺設(shè)計和制造的，該平臺被用來批量生產(chǎn)光收發(fā)器。這項創(chuàng)新標志著在大批量互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工廠中激光制造能力的重大進步，它利用了用于制造300毫米硅晶圓的相同光刻技術(shù)，并實現(xiàn)了嚴格的工藝控制。
在這項研究中，英特爾使用了先進的光刻技術(shù)，在III-V族晶圓粘合工藝之前，在硅中定義波導(dǎo)光柵。與在3英寸或4英寸III-V晶圓廠生產(chǎn)的傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器相比，這種技術(shù)帶來了更好的波長均勻性。此外，由于激光器的緊密集成，該陣列在環(huán)境溫度改變時也能保持其通道間距。
下一步計劃是什么？
作為硅光子技術(shù)的先驅(qū)，英特爾致力于開發(fā)解決方案，以滿足對更高效、更有資源的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施日益增長的需求。正在開發(fā)的核心技術(shù)構(gòu)件包括光的產(chǎn)生、放大、檢測、調(diào)制、CMOS接口電路和封裝集成技術(shù)。
此外，八波長集成激光器陣列技術(shù)的許多方面正在由英特爾的硅光子學(xué)產(chǎn)品部門實施。作為未來光計算互連芯片產(chǎn)品的一部分，即將推出的產(chǎn)品將在包括CPU、GPU和內(nèi)存在內(nèi)的計算資源之間提供高能效、高性能的每秒多太比特的互連，而集成激光器陣列是實現(xiàn)支持大批量制造和部署的緊湊而經(jīng)濟的解決方案的一個關(guān)鍵要素。
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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