國內首款1.6Tb/s硅光互連芯片完成研制

原創文章 發布人:YYJT 發布時間:2021-12-27 14:09

國家信息光電子創新中心(NOEIC)、鵬城實驗室、中國信息通信科技集團光纖通信技術和網絡國家重點實驗室,在國內率先完成了1.6Tb/s硅基光收芯片的聯合研制和功能驗證,實現了我國硅光芯片技術向Tb/s級的首次跨越。研究人員分別在單顆硅基光發射芯片和硅基光接收芯片上集成了8個通道高速電光調制器和高速光電探測器,每個通道可實現200Gb/s PAM4高速信號的光電和電光轉換,最終經過芯片封裝和系統傳輸測試,完成了單片容量高達8×200Gb/s光互連技術驗證。該工作刷新了國內此前單片光互連速率和互連密度的最好水平,展現出硅光技術的超高速、超高密度、高可擴展性等突出優勢,為下一代數據中心內的寬帶互連提供了可靠的光芯片解決方案。 2-21122G41033U6.jpg

此前,國際上也僅有英特爾在2020年展示了1.6Tbps的光子引擎,基于英特爾硅光平臺上設計和制造,可提供四個400GBase-DR4接口。NOEIC一直致力于推動高端光電子芯片的技術演進、國內首產和產業轉化。近年來,在超高速光收發芯片技術上獲得持續突破,相繼研制出一系列新型的超100Gbaud硅光調制器和探測器成果,先后在Nature Communications、IEEE JSSC、ECOC PDP、ACP PDP上發布,并入選“中國光學十大進展”、“中國半導體十大研究進展”,面向Tb/s光模塊作出了充分的技術儲備。NOEIC同時積極參與和推動相關標準制定工作,牽頭中國通信標準化協會(CCSA)“100GBaud及以上高速光收發器件研究”、“800G光收發合一模塊:4×200G”標準,為我國高速光模塊行業標準制定貢獻力量。國家信息光電子創新中心將繼續聯合國內優勢單位,共同完成相關技術驗證和產業轉化等工作,力爭為我國信息光電子行業提速升級、快速占據產業制高點提供有力支撐。
   硅光市場快速增長,400G模塊已進入商用,隨著數據中心網絡拓撲結構的持續升級演進,使得數據中心光互連解決方案朝著更高速率、更低功耗、更低成本的方向發展。在未來,數據中心的流量會越來越大,復雜性也會越來越高,這必然會引起技術層面的創新。而硅光技術正是面向數據中心場景下的創新方向之一,以其材料特性以及CMOS工藝的先天優勢,能夠很好的滿足數據中心對高速率、低成本、低功耗等需求。

根據硅光子產業發展規劃,硅光模塊產業已經進入快速發展期,2022年,硅光子技術在每秒峰值速度、能耗、成本方面將全面超越傳統光模塊。當前來看,硅光模塊的工藝難度大,封裝成本較高,在1.5~2美元/GB。但是傳統光模塊的成本在1+美元/GB,難以進一步降低,而硅光模塊的成本理論上有望降至0.3美元/GB,在規模量產情況下具有極強的成本優勢。800G OSFP光模塊已經在800G交換機上進行了測試,顯示出良好的性能。隨著此次國內完成了1.6Tb/s硅基光收芯片的聯合研制和功能驗證,使得我國的硅光技術上實現更大的突破。

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