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高科大与台大合作 超世代大容量1600G矽光子技术即将发表
 

【CTIMES/SmartAuto 报导】   2020年06月05日 星期五

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迎接全球5G时代,云端应用的资料中心需要极大容量的传输能力,目前利用先进半导体矽制程发展的矽光子晶片,被视为实现超高速率网路传输最有潜力的技术。有监於此,美国最大的电信系统设备商思科(Cisco)先後并购以矽光子技术为主的Acacia Communications,以及提供资料中心的矽光子晶片模组制造商Luxtera。

全球半导体晶片大厂英特尔(Intel)在矽光子技术的研发及应用上亦不遑多让,在100G PSM4市场有第一名市占率,亦推出商用的400G矽光子晶片及模组。矽光子技术正吸引全球各尖端电信系统设备厂商的目光。反观国内,蔡英文总统2020就职演说揭示国家六大核心战略产业中发展台湾资安产业,5G将是关键之一。

科技部的矽光子积体电路专案计画是陈良基部长任内极力推动的半导体射月计画之衍生项目,该专案计画规划於四年提拨新台币3.2亿元发展国内矽光子技术,由国内矽光子技术之先驱者台科大李三良教授负责专案计画办公室。预期前二年完成核心技术开发与系统晶片架构设计,第三年完成系统晶片制作与性能优化,第四年完成系统展示并能将技术与厂商进行後续之应用与推广。

计画执行期间将培植国内研发团队利用矽光子平台整合元件、光路与电路而组成生医感测、光感测以及光连结等应用的光电系统晶片。该计划自2018年开始执行,产出许多丰硕成果。本次发表的1600G矽光子晶片,即为该专案计画支持的国内五件研究计画之一的成果。

本次发布的超世代大容量1600G矽光子晶片之传输架构由高科大电机与资讯学院院长施天从教授於2018年所提出领先全球的前瞻性4波长、4光纤的传输结构,并由台大光电所黄定洧教授负责设计,并提出一个全世界创新的4x16阵列波导光栅(AWG) 分波多工器,混成16路光调变信号,完成发射端的矽光子晶片。利用此新型之分波多工器,可以用最精简的光路配置连接各元件,去除不必要之波导交错结构,藉此可以减少损耗并提升效能。

此外,此晶片之尺寸为5mm x 5 mm,采用PAM4讯号格式,其总传输率可达到1600G,为目前国内外相关研究领域中,单位晶片面积上的总传输率最高的发射端矽光子晶片,本矽光子晶片已经初步验证通过1600G传输之可行性。

据研究团队表示,矽光子技术结合了两个20世纪最重要的发明:矽积体电路和半导体雷射。与传统的技术相比,矽光子晶片能让资料传输速率更快、距离更长。目前许多国际知名云端服务商,如亚马逊(Amazon)、脸书(Facebook)、谷歌(Google)、苹果(Apple)、微软(Microsoft)等皆投入大量资源建置新的资料中心。对400G以上传输能力的资料中心需求殷切。

台湾半导体制造技术执全球牛耳,CMOS矽制程技术领先全世界,矽光子技术即是匹配运用CMOS矽制程技术发展的光电晶片,相当适合台湾高科技产业发展。若台湾相关的半导体厂商能透过产能支援与学界合作,对於台湾发展矽光子技术非常有帮助,同时也能协助台湾制造业及早在矽光子制程领域建立自主元件资料库及智财权布局,待产业起飞时必能占据最隹的产业地位。

本次公开发表会预计於6月10日中午14:00於国立台湾大学电机二馆1楼142会议室举行。

關鍵字: 硅光子  科技部  PIDA 
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