2020年12月07日 | 集成光电技术讲解—光互连+电气互连

2020-12-07 来源：EEWORLD

硅光子技术用激光束代替电子信号传输数据，是一种基于硅光子学的低成本、高速的光通信技术。英特尔实验室通过混合硅激光器技术的集成激光器，首次实现了基于硅光子的数据连接。

在2020 年英特尔研究院开放日上，英特尔资深首席工程师，英特尔研究院PHY 研究实验室主任James Jaussi 表示：“光互连在长距离、远程和地下传输中占主导地位，而电气互连在短距离、主板互连（board to board）和封装互连（package to package）中占主导地位。英特尔的目标是将光互连引入到服务器中。为实现这一愿景，我们必须开发出一项颠覆性技术。因此我们将光学技术与硅技术加以集成，开发出硅光子技术，让光互连具备硅的高产量、低成本等属性。”

其中，混合硅激光器（hybrid silicon laser）和集成激光器是英特尔硅光子产品的基础。这项技术也取得了长足的进步。但目前鉴于硅光子模块和运行功率的成本和物理体积，光互连I/O还不适合短距离传输。这是要跨越的一个巨大障碍。这也是英特尔未来的研究重点——低成本、低功耗的光互连 I/O，即通过将光互连 I/O直接集成到服务器和封装中，彻底革新数据中心。

英特尔将这种技术叫做“集成光电”。

但是要想达到这种高速互联的状态，需要突破一些拐点。据James介绍，电气性能即将达到物理极限，高能效电路设计将存在诸多限制。此外，电气性能的扩展速度跟不上带宽需求的增长速度，这就导致I/O“功耗墙”的产生，即I/O功耗会逐渐高于所有现有的插接电源，无法计算。

3D 堆叠 CMOS 电路将打破束缚

英特尔展示了在关键技术构建模块方面的重大进展，这些构建模块是英特尔集成光电研究的基础。这些技术构建模块包括光的产生、放大、检测、调制、互补金属氧化物半导体（CMOS）接口电路以及封装集成，对于实现集成光电至关重要。英特尔将光子技术与CMOS技术进行了紧密结合，这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。英特尔还介绍了比传统组件小1000倍的微型环调制器。一直以来，传统芯片调制器的大尺寸和高成本都是将光技术引入服务器封装中的障碍，服务器封装需要集成一百个这样的器件。所有上述进展为硅光子的扩展应用奠定了基础，这些应用不仅限于网络上层，而且还包括服务器内部以及今后的服务器封装。

英特尔多年前提出宏大的目标，让光作为连接技术的基础。本次活动展示的集成光电技术研究即是向这一目标迈进所取得的意义深远的进展。

集成光电英特尔

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