Imec擴(kuò)大硅光子產(chǎn)品組合 目標(biāo)指向下一代數(shù)據(jù)中心互聯(lián)

  ICCSZ訊(編譯：Aiur) 在ECOC2019期間，全球領(lǐng)先的納米電子和數(shù)字技術(shù)研究與創(chuàng)新中心Imec，聯(lián)合根特大學(xué)Imec研究實(shí)驗(yàn)室IDLab和Photonics Research Group，共同發(fā)布硅光子(SiPho)技術(shù)研究里程碑式的重要成果，其展示的建造架構(gòu)可為下一代數(shù)據(jù)中心交換機(jī)400Gb/s和更高速的光學(xué)鏈路，以及共同封裝(co-packaged )光器件提供可實(shí)現(xiàn)的途徑，這些光器件將是未來數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。本次成果亮點(diǎn)包括：硅通孔(TSV)輔助、高密度(Tbps/mm2) CMOS-SiPho光收發(fā)器樣機(jī)、低功率106Gb/s PAM4 SiPho發(fā)射機(jī)、高速的鍺/硅APD和超寬帶低損耗單模光纖耦合器。

  眾所周知，互聯(lián)網(wǎng)的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)和相關(guān)應(yīng)用推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心部署光互聯(lián)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)增長(zhǎng)的性能，更低的功耗和更小的空間。未來五年，數(shù)據(jù)中心光學(xué)鏈路的容量將以四個(gè)100Gb/s PAM4通道的復(fù)用方式，實(shí)現(xiàn)向400Gb/s的升級(jí)演進(jìn)。這樣一來，單個(gè)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)需要處理的帶寬總量將達(dá)51.2Tb/s，需要搭載超高密度硅光子收發(fā)器技術(shù)，以及高度集成并采用共同封裝的交換機(jī)CMOS芯片。

  為了幫助行業(yè)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)性和普遍性的要求，Imec攜手其根特大學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)建造架構(gòu)，利用Imec硅光子學(xué)平臺(tái)，在200mm和300mm晶圓上注入高速電子。

  Imec光學(xué)I/O工程主管Joris Van Campenhout評(píng)論：“我們的研發(fā)體系在不同級(jí)別的硅光子技術(shù)上，無論是工藝的制程集成、個(gè)體器件，還是次模組級(jí)，都實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)性的改進(jìn)。我們?cè)敢庠贓COC上向行業(yè)和院校分享我們的研究進(jìn)展，并期待著繼續(xù)幫助歐洲或其他地區(qū)通信行業(yè)更好地應(yīng)對(duì)下一代光互連技術(shù)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。”

  Imec在EOCO期間的展示亮點(diǎn)之一，是業(yè)界首個(gè)帶有硅通孔(TSV)輔助的混合FinFET CMOS/硅光子收發(fā)器技術(shù)，采用NRZ調(diào)制并可運(yùn)行40Gb/s速率，該樣機(jī)在超低功耗下做到了令人印象深刻的帶寬密度(1Tbps/mm2)，給未來數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的超密集共同封裝光器件提供實(shí)現(xiàn)途徑。

  Imec和根特大學(xué)還展示了一款106Gb/s光發(fā)射機(jī)，其采用PAM4調(diào)制格式，這種四級(jí)調(diào)制格式在近年來被行業(yè)廣泛采用，用作超500米距離場(chǎng)景的53GBd單通道傳輸?shù)恼{(diào)制格式。相比于其他PAM4光發(fā)射機(jī)，IMEC解決方案不需要使用任何同等方式或數(shù)字信號(hào)處理，其集成兩個(gè)并行的GeSi電吸收調(diào)制器，研發(fā)結(jié)果便是一個(gè)最緊湊、低功率(1.5pJ/b)光發(fā)射機(jī)，可以在超過1公里單模塊光纖上實(shí)現(xiàn)106Gb/s的傳輸數(shù)據(jù)。

  同時(shí)，Imec還展示其優(yōu)化的邊緣耦合器設(shè)計(jì)，基于一個(gè)混合Si/SiN光子學(xué)平臺(tái)，相比于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，這項(xiàng)創(chuàng)新給波段堆疊(layer stack)具備更優(yōu)秀的性能，運(yùn)行在O和C波段下，可達(dá)到單根光纖1.5dB耦合效率。在接收端，Imec推出了具有8和32GHz帶寬的倍增增益的高速Ge/Si雪崩光電探測(cè)器(APD)，在提升40Gb/s和更高速率的接收機(jī)靈敏度和光學(xué)鏈路預(yù)算方面表現(xiàn)出很高的潛力。

  原文鏈接：https://www.imec-int.com/en/articles/imec-extends-silicon-photonics-portfolio-targeting-next-generation-data-center-interconnects?slide=2