近日,英特爾宣布推出了一種完全集成在硅晶圓上的八波長分布式反饋(DFB)激光陣列,其輸出功率均勻度為±0.25分貝(dB),波長間距均勻度為±6.5%,參數(shù)性能均超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
該公司表示,通過使用相同的光刻技術(shù),在嚴(yán)格的過程控制下制造300mm硅晶圓,這一創(chuàng)新標(biāo)志著在大容量CMOS晶圓廠的激光制造能力的重大飛躍。該技術(shù)在保證光源波長分離一致的同時,保證了輸出功率的均勻性,滿足了光計算互連和密集波分復(fù)用(DWDM)通信的要求。
這是英特爾研究院在集成光電研究領(lǐng)域取得的又一重大進(jìn)展,或?qū)橄乱淮怆姽卜庋b和光互連器件的量產(chǎn)提供一條清晰的路徑。
值得一提的是,最新的使用密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的共封裝光學(xué)解決方案,展現(xiàn)了在增加帶寬的同時顯著縮小光子芯片尺寸的前景。然而,英特爾指出,要生產(chǎn)具有均勻波長間距和功率的DWDM光源仍然非常困難。
這些激光陣列需要三個組成部分:第一個是增益,以及提供分布式反饋的III-V元件。其次是III-V結(jié)構(gòu)的泵。第三個部分是光柵結(jié)構(gòu),它定義了激光器的波長及其節(jié)距波長輸出。
據(jù)介紹,八波長DFB激光陣列的制造,采用了與批量生產(chǎn)光收發(fā)器相同的工藝。具體而言,在這項研究中英特爾使用了先進(jìn)的光刻技術(shù),以在III-V族晶圓鍵合制程前完成硅片中波導(dǎo)光柵的配置。與在3英寸或4英寸III-V晶圓廠制造的傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器相比,這種技術(shù)帶來了更好的波長均勻性。此外,由于激光器的緊密集成,當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時,陣列也能保持其通道間距。
英特爾表示,這一進(jìn)步將使光源的生產(chǎn)具有未來大容量應(yīng)用所需的性能,如共封裝光學(xué)和光計算互連等方面。它將用于新興的網(wǎng)絡(luò)密集型工作負(fù)載,包括人工智能(AI)和機器學(xué)習(xí)(ML)。使用光互連的下一代計算輸入/輸出(I/O),可以為未來這些高帶寬工作負(fù)載的極端需求而量身定制。
據(jù)悉,該激光器陣列基于英特爾的300mm硅光子學(xué)制造工藝,具有大規(guī)模制造和廣泛部署的潛力。該技術(shù)的許多方面正經(jīng)由英特爾的硅光子學(xué)產(chǎn)品部(Silicon Photonics Products Division)落地實施,作為未來光計算互連芯片式產(chǎn)品的一部分。英特爾表示,即將推出的產(chǎn)品將提供低功耗、高性能、太比特每秒(multi-terabits per second)的計算資源之間的互連,包括CPU、GPU和內(nèi)存。
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