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imec展示32通道矽基波长滤波器 实现低损耗高效率
 

【CTIMES / SMARTAUTO ABC_1 报导】    2024年03月26日 星期二

浏览人次:【1270】

本周於美国圣地牙哥举行的光学网路暨通讯会议(OFC)上,比利时微电子研究中心(imec)在一篇广受好评的论文中,展示矽基分波多工器(WDM)取得的一项重大性能进展。一款具备低损耗与高调变效率的紧凑型32通道矽基波长滤波器首次亮相,成功把收发讯号的波长通道数量增加至现有商用收发器的4倍。此次展示的性能将能持续扩展新一代矽光子收发器的频宽密度和功率效率,应付高性能人工智慧(AI)或机器学习(ML)运算丛集应用对短距离光通讯连接的需求。

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为了进一步增强AI/ML运算丛集的性能与效率,持续提升光学连接性能是关键要角。矽光子是用来经济高效整合Tbps等级收发器的关键技术,不过AI/ML系统互连应用所需的频宽密度、功率效率和延迟,在制程、元件和电路层面都需要大幅精进。举例来说,使用矽积体元件时,为了提升上行(uplink)频宽而增加波长通道,通常会伴随着光学损耗大与调变功率过高的问题。

imec将其12寸矽光子平台iSiPP300所提供的先进矽材图形化技术,与创新优化的矽基环型共振器及交错器元件结合,已克服了这些挑战,成功制出一款分波多工滤波器,它能支援32个波长在O波段(O-Band)以100GHz的频道间隔运行,符合连续波分波多工(CW-WDM)多源协定(MSA)的标准。由於经过审慎的设计优化,即使通道数量这麽多,该滤波器仍能把光学??入损失维持在2dB左右,串扰值也优於16dB。利用imec开发的局部矽基板底切制程与加热器优化设计,光热调变器的效率达到290GHz/mW,为目前已知最隹。

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imec研发计画研究员 Joris Van Campenhout表示:「imec光学I/O研发(optical I/O R&D)研究计画的目标是让矽积体光学连接的频宽密度和功耗能够一并取得突破性升级,但这通常会出现相互矛盾的性能要求。我们开发的新款32通道分波多工滤波器能让每条光纤的总频宽达到Tbps等级,单通道传输率仅占32Gbps,因此,链路无须耗费功率的数位讯号处理就能实现无错操作。这次展示的分波多工滤波器还具备紧凑的尺寸、低光学损耗和高调变效率,为Tbps/mm等级的光学连接拓展了发展道路,而且整体的功耗效率只有1pJ/bit。」

關鍵字: 硅光子  imec 
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