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2019-04-24 17:51 |
通信系统趋势的硅光子技术
自1958年集成电路问世之后，基于硅材料的CMOS集成电路已经在计算、通信、生物医疗、数字娱乐、智能家居等各行业发挥着不可或缺的作用，是现代社会的信息化“大脑”。而以光为信息载体的光纤通信网络也承载了全球通信数据容量的的90%以上，成为信息社会的“主动脉”。如今，硅光子学开始走进光纤通信行业，正在影响光纤通信产业的走向，改变信息技术的未来。 cSb;a\el$
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硅光子技术，即利用CMOS微电子工艺实现光子器件的集成制备，该技术结合了CMOS技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势。硅材料不仅是集成电路最普及的材料平台，还具备优异的光学性能。硅波导对波长1.1~1.6um的光近乎无损透明，可较为理想地兼容光通信现有技术与器件，为厘米至千公里级的光通信提供了高集成度的解决方案。业界认为硅光子是当今ASIC中最具发展前途的技术领域，是一种能够解决长技术演进与成本矛盾的颠覆性技术。 ? 5C'9 V
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近十年来，基于硅光平台的光调制器、光探测器、光开关和异质激光器被相继被验证，部分器件性能甚至超越传统III-V和PLC平台，为大规模光子集成奠定了基础。随后，在业界多家微电子与光通信知名企业的共同推动下，硅基光互连、光传输、光交换的商用化器件与方案被相继推出。近期已有多家企业针对数据中心需求推出了100G QSFP硅基有源带缆产品，100G/400G硅基相干光收发模块的量产也已实现。主流光通信设备商均视硅光技术为光通信战略发展方向并进行了研究和布局。 ]O@$}B];)
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事实上，硅光的颠覆性不仅限于光通信领域，Intel最近宣称在新一代至强处理器中已集成了硅光子互联接口，实现了CPU吞吐率和能效的大幅提升。硅光子技术的魅力在于其开启了集成电路与集成光路的融合协作之门，将极大地拓展光电技术的应用场景与范围，使信息化渗透并改变人类生活。也许，未来有电芯片的地方就有光通信，硅光使命尚未完成，硅光的传奇还将延续。 Mb i]EZ
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