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  • 硅光子技术:芯片间实现光传输

    作者:佚名 来源:光行天下收集整理 时间:2014-11-20 23:58 阅读:6007 [投稿]
    “硅光子”已经进入全面普及阶段,利用该技术,各种光传输元件的大部分都可以通过CMOS技术集成到硅芯片上。

    关于在硅晶圆上实现光传输的“硅光子”技术,其实用化和研发的推进速度都超过了预期。其中,日本的进展尤其显著。日本在高密度集成技术和调制器等的小型化方面世界领先,在CMOS兼容发光技术和光子结晶的开发方面的成果也震撼全球。硅光子技术的应用范围有望从目前的主要用途——电路板间的数据传输扩大到芯片间和芯片内的传输。预计这方面的应用将在2020年前后实现实用化。

    “硅光子”已经进入全面普及阶段。利用该技术,各种光传输元件的大部分都可以通过CMOS技术集成到硅芯片上注1)。

    注1)目前只有光源还需利用化合物半导体激光元件。

    硅光子技术目前的主要用途是嵌在有源光缆(ActiveOpticalCable,AOC)*中的光收发器IC(图1)。AOC在超级计算机、数据中心以及通信运营商的传输装置领域的应用迅速扩大,是用于板卡和设备高速连接的光缆。

    本图为最近和不久的将来的光传输导入领域。名为AOC(有源光缆)的服务器板卡间通信技术大部分都是利用硅光子技术的光传输。预计今后芯片间传输、CPU内核间以及CPU内核内的全局布线等也将利用光传输。(摄影:(a)为美高森美公司(原卓联半导体),(b)为Luxtera公司,(c)为阿尔特拉)

    *AOC(ActiveOpticalCable)=带光收发器模块的光缆。由于耐久性和可靠性高,在2008年前后,这种光缆在高性能计算机市场上的需求开始扩大。调查公司GlobalInformation发布的数据显示,2011年AOC的全球销量为30.5万根,销售额为7000万美元。该公司预测,2016年的销量将达到78.6万根,销售额将扩大到1.75亿美元。

    硅光子之所以能在AOC用光收发器领域取得这样的成绩,是因为可以通过量产大幅降低成本,这与采用CMOS技术的半导体产品一样。而以前的AOC采用的是基于化合物半导体的分立元件,价格较高。

    以风险公司为中心的市场将发生变化

    开拓该用途的是美国加州理工学院成立的风险企业Luxtera,以及同为风险企业的Kotura公司。2008年前后开始量产的Luxtera于2012年2月宣布,“已售出100万个单位通道传输容量为10Gbit/秒的光IC”。Kotura也于2013年2月宣布,“光IC的销量较上年翻了一番、相当于每月6万通道”。从这些出货量数据来看,这两家公司的产品占了AOC市场的相当大一部分注2)。

    注2)Luxtera与飞思卡尔半导体和意法半导体开展合作,Kotura与甲骨文等企业在技术开发和制造方面开展合作。

    不过,该市场将迎来巨大的变化。因为思科系统和英特尔等企业相继涉足该市场。在今后将形成市场的100Gbit/秒传输容量的AOC中,预计硅光子将掌握主导权。

    思科的动作非常迅速。该公司2012年2月斥资2.71亿美元收购了风险企业Lightwire,同年10月发布了基于硅光子技术的、支持100Gbit/秒的光收发器规格“CiscoCPAK”,2013年3月发布了安装有该规格光收发器模块的传输装置。

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