硅光子技術(shù)用激光束代替電子信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，是一種基于硅光子學(xué)的低成本、高速的光通信技術(shù)。英特爾實(shí)驗(yàn)室通過混合硅激光器技術(shù)的集成激光器，首次實(shí)現(xiàn)了基于硅光子的數(shù)據(jù)連接。
在2020 年英特爾研究院開放日上，英特爾資深首席工程師，英特爾研究院PHY 研究實(shí)驗(yàn)室主任James Jaussi 表示：“光互連在長距離、遠(yuǎn)程和地下傳輸中占主導(dǎo)地位，而電氣互連在短距離、主板互連（board to board）和封裝互連（package to package）中占主導(dǎo)地位。英特爾的目標(biāo)是將光互連引入到服務(wù)器中。為實(shí)現(xiàn)這一愿景，我們必須開發(fā)出一項(xiàng)顛覆性技術(shù)。因此我們將光學(xué)技術(shù)與硅技術(shù)加以集成，開發(fā)出硅光子技術(shù)，讓光互連具備硅的高產(chǎn)量、低成本等屬性?！?p>
其中，混合硅激光器（hybrid silicon laser）和集成激光器是英特爾硅光子產(chǎn)品的基礎(chǔ)。這項(xiàng)技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步。但目前鑒于硅光子模塊和運(yùn)行功率的成本和物理體積，光互連I/O還不適合短距離傳輸。這是要跨越的一個(gè)巨大障礙。這也是英特爾未來的研究重點(diǎn)——低成本、低功耗的光互連 I/O，即通過將光互連 I/O直接集成到服務(wù)器和封裝中，徹底革新數(shù)據(jù)中心。
英特爾將這種技術(shù)叫做“集成光電”。
但是要想達(dá)到這種高速互聯(lián)的狀態(tài)，需要突破一些拐點(diǎn)。據(jù)James介紹，電氣性能即將達(dá)到物理極限，高能效電路設(shè)計(jì)將存在諸多限制。此外，電氣性能的擴(kuò)展速度跟不上帶寬需求的增長速度，這就導(dǎo)致I/O“功耗墻”的產(chǎn)生，即I/O功耗會(huì)逐漸高于所有現(xiàn)有的插接電源，無法計(jì)算。
3D 堆疊 CMOS 電路將打破束縛
英特爾展示了在關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建模塊方面的重大進(jìn)展，這些構(gòu)建模塊是英特爾集成光電研究的基礎(chǔ)。這些技術(shù)構(gòu)建模塊包括光的產(chǎn)生、放大、檢測、調(diào)制、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）接口電路以及封裝集成，對于實(shí)現(xiàn)集成光電至關(guān)重要。英特爾將光子技術(shù)與CMOS技術(shù)進(jìn)行了緊密結(jié)合，這是未來光子技術(shù)與核心計(jì)算芯片完全集成的一次概念驗(yàn)證。英特爾還介紹了比傳統(tǒng)組件小1000倍的微型環(huán)調(diào)制器。一直以來，傳統(tǒng)芯片調(diào)制器的大尺寸和高成本都是將光技術(shù)引入服務(wù)器封裝中的障礙，服務(wù)器封裝需要集成一百個(gè)這樣的器件。所有上述進(jìn)展為硅光子的擴(kuò)展應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，這些應(yīng)用不僅限于網(wǎng)絡(luò)上層，而且還包括服務(wù)器內(nèi)部以及今后的服務(wù)器封裝。
英特爾多年前提出宏大的目標(biāo)，讓光作為連接技術(shù)的基礎(chǔ)。本次活動(dòng)展示的集成光電技術(shù)研究即是向這一目標(biāo)邁進(jìn)所取得的意義深遠(yuǎn)的進(jìn)展。
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