– James Jaussi，英特爾實驗室高級首席工程師兼 PHY 研究實驗室主任

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集成光子學(xué)為何重要

?不斷增加的數(shù)據(jù)在服務(wù)器之間的移動，已經(jīng)給對當今網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施帶來了很大的壓力。該行業(yè)正在迅速接近電子學(xué)I/O 性能（帶寬）的實際極限。隨著需求的不斷增加，電子學(xué) I/O性能擴展跟不上，很快就會限制計算中心的實際可用算力。這種性能障礙可以通過集成硅和光學(xué) I/O 來克服，這是新成立的英特爾數(shù)據(jù)中心互連集成光子學(xué)研究中心的一個研究重點。

英特爾最近在集成光子學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建模塊方面取得了進展。光學(xué) I/O 有可能在范圍、帶寬密度、功耗和延遲等關(guān)鍵性能指標上顯著優(yōu)于電子設(shè)備，未來將取代電子學(xué)設(shè)備成為主要的高帶寬封裝外接口。

在降低功率和成本的同時，還需要在幾個方面進行進一步的創(chuàng)新來擴展光學(xué)性能：包括光產(chǎn)生、放大、檢測、調(diào)制、CMOS 接口電路和封裝集成等，都對于實現(xiàn)所需的性能至關(guān)重要。

關(guān)于研究中心

英特爾數(shù)據(jù)中心互連集成光子學(xué)研究中心匯集了世界各國大學(xué)和研究機構(gòu)的知名研究人員，探索滿足未來十年及以后的能源效率和帶寬性能要求的技術(shù)擴展路徑，以加速數(shù)據(jù)中心性能擴展和集成光學(xué)?I/O 技術(shù)方面的創(chuàng)新。

參與研究中心的研究人員包括：

·?John Bowers，加州大學(xué)圣巴巴拉分校（USCB）

項目：硅上異構(gòu)集成量子點激光器。

描述：?UCSB 團隊將研究砷化銦 (InAs) 量子點激光器與傳統(tǒng)硅光子學(xué)的集成問題。該項目的目標是表征單頻和多波長源的預(yù)期性能和設(shè)計參數(shù)。

·?Pavan Kumar Hanumolu，伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校

項目：通過雙二進制信號和波特率時鐘恢復(fù)實現(xiàn)的低功率光收發(fā)器。

描述：該項目將使用新型跨阻抗放大器和波特率時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)架構(gòu)開發(fā)超低功耗、高靈敏度的光接收器。原型光收發(fā)器將采用 22 納米 CMOS 工藝實現(xiàn)，以展示非常高的抖動容限和出色的能效。

·?Arka Majumdar，華盛頓大學(xué)

項目：用于高帶寬數(shù)據(jù)通信的非易失性可重構(gòu)光交換網(wǎng)絡(luò)。

描述：UW 團隊將使用新興的硫族化物相變材料研究低損耗、非易失性電可重構(gòu)硅光子開關(guān)。與現(xiàn)有的可調(diào)機制不同，開發(fā)的開關(guān)將保持其狀態(tài)，允許零靜態(tài)功耗。

·?Samuel Palermo，德克薩斯 A&M 大學(xué)

項目：用于數(shù)據(jù)中心互連的低于 150fJ/b 的光收發(fā)器。

描述：該項目將為大規(guī)模并行、高密度和高容量光子互連系統(tǒng)開發(fā)節(jié)能光收發(fā)器電路。目標是通過在收發(fā)器中采用動態(tài)電壓頻率縮放、低擺幅電壓模式驅(qū)動器、具有緊密光電探測器集成的超靈敏光接收器和低功率光器件調(diào)諧回路來提高能效。

·?Alan Wang，俄勒岡州立大學(xué)

項目：由高遷移率透明導(dǎo)電氧化物驅(qū)動的 0.5V 硅微環(huán)調(diào)制器。

描述：該項目旨在通過硅 MOS 電容器與高遷移率 Ti:In 2 O 3之間的異構(gòu)集成開發(fā)一種低驅(qū)動電壓、高帶寬的硅微環(huán)諧振器調(diào)制器 (MRM)?該器件有望克服能源效率瓶頸光發(fā)射器，可以共同封裝在未來的光 I/O 系統(tǒng)中。

·?Ming Wu，加州大學(xué)伯克利分校

項目：硅光子的晶圓級光學(xué)封裝。

描述：加州大學(xué)伯克利分校團隊將開發(fā)集成波導(dǎo)透鏡，該透鏡具有實現(xiàn)低損耗和高容差光纖陣列的非接觸式光學(xué)封裝的潛力。

·?SJ Ben Yoo，加州大學(xué)戴維斯分校

項目：無熱且節(jié)能的可擴展大容量硅光子收發(fā)器。

描述：加州大學(xué)戴維斯分校團隊將開發(fā)極其節(jié)能的無熱硅光子調(diào)制器和諧振光電探測器光子集成電路，在 150 fJ/b 能效和 16 Tb/s/mm I/O 密度下，容量可擴展至 40 Tb/s。為實現(xiàn)這一目標，該團隊還將開發(fā)一種新的 3D 封裝技術(shù)，用于垂直集成光子和電子集成電路，每平方毫米互連焊盤密度為 10,000 個焊盤。

編輯：王珩