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光子+电子合体!Intel把它们缩小了1000倍

传统半导体都是基于硅、电子构建的,但进一步提升性能的限制和难度越来越大,而量子计算、光子计算这些看似科幻的前沿科技,也正在一步步被突破。

今天的研究院开放日活动上,Intel就公布了在硅光子技术方面的最新突破,提出了“集成光电”的愿景,向着实现将光子与低成本、大容量的硅芯片进行集成的长期愿景又迈进了一步。

Intel对硅光子技术的研究由来已久,而且硕果累累,早在2016年6月就推出了全新的硅光子产品100G PSM4,可在独立的硅芯片上实现近乎光速的数据传输。

2018年9月,Intel 100G硅光收发器产品拓展到5G基础设施领域;2019年11月,Intel将光学链路封装到了传统CPU之中;2020年3月,Intel展示了业界首个一体封装光学以太网交换机,1.6Tbps的硅光引擎与12.8Tbps的可编程以太网交换机合二为一。

光子+电子合体!Intel把它们缩小了1000倍

Intel表示,在如今的服务器、数据中心里,随着数据量不断猛增,网络基础架构遇到了全新的挑战,尤其是电气I/O性能逐渐逼近极限。

随着计算带宽需求的不断增长,电气I/O的规模已经无法保持同步增长,从而形成了所谓的“I/O功耗墙”,限制了计算运行的可用能源。

而通过在服务器和封装中直接引入光互连I/O,Intel打破了这一限制。

光子+电子合体!Intel把它们缩小了1000倍

Intel今天重点展示了硅光子技术在关键技术构建模块方面的重大进展,这也是Intel集成光电研究的基础,包括光的产生、放大、检测、调制、CMOS接口电路、封装集成,将光子技术、CMOS技术紧密结合,这也是未来光子技术与核心计算芯片完全集成的一次概念验证。

同时,Intel还展示了比传统组件小1000倍的微型环调制器,不再像传统服务器封装那样需要上百个类似元件。

在历史上,Intel也是第一家将集成激光器、半导体光学放大器、全硅光电探测器、微型环调制器集成在一个与CMOS硅紧密集成的单个技术平台上,为集成光电技术的扩展奠定了基础。

光子+电子合体!Intel把它们缩小了1000倍
硅光电基础模块

光子+电子合体!Intel把它们缩小了1000倍
硅光电集成

汇总来说,Intel构建模块的关键技术包括:

微型环调制器(micro-ring modulators):

传统的芯片调制器占用面积太大,并且IC封装的成本很高,Intel的微型环调制器则将尺寸缩小了1000倍以上,消除了将硅光子集成到计算封装中的主要障碍。

全硅光电检测器(all silicon photo detector):

Intel的最新成果推翻了数十年来业界的误解,确认硅也有光检测功能,未来可大大降低成本。

集成半导体光学放大器:

使用与集成激光器相同的材料,可降低总功耗。

集成多波长激光器(Integrated multi-wavelength lasers):

使用波分复用技术,可将来自同一激光的不同波长用在同一光束中,传输更多数据,从而可以使用单根光缆传输额外数据,增加带宽密度。

集成:

使用先进的封装技术将硅光子与CMOS芯片紧密集成,可实现三大优势:更低的功耗、更高的带宽、更少的引脚数。

光子+电子合体!Intel把它们缩小了1000倍
集成光电原型

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转自 https://news.mydrivers.com/1/727/727871.htm

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