集成激光阵列是大规模制造和部署光互连芯片的关键

英特尔研究所宣布，其集成光电研究取得了重大进展，是提高数据中心和跨数据中心计算芯片互联带宽的下一个前沿领域。最新研究在多波长集成光学领域取得了领先进展，显示了完全集成在硅晶圆上的八波长分布式反馈（DFB）激光阵列，输出功率均匀性达到+/-0.25分贝（dB），达到波长间隔的均匀性±6.5%，均优于行业规范。

英特尔研究所高级首席工程师荣海生说:“新的研究表明，英特尔晶圆厂现有的生产和工艺控制技术BU808DFI可以实现均匀密集的波长和良好的适应性输出功率。因此，它为下一代光电包装和光互联设备的大规模生产提供了明确的途径。”

未来大规模应用所需的光源将具有未来大规模应用所需的性能，例如可用于处理的光源AI以及新兴的网络密集型工作负荷。这一激光器阵列基于英特尔300毫米硅光子制程制造，为量产和广泛部署铺平了道路。

预计到2025年，硅光子将用于数据中心20%以上的高带宽通道，到2020年，硅光子的比例将不到5%。此外，硅光子的潜在市场规模已经达到26亿美元。为了支持数据中心的应用，低功耗、高带宽、快速数据传输的需求带来了硅光子需求的同步增长。

光连接在20世纪80年代开始取代铜线，因为光纤中固有的高带宽光传输比0世纪80年代开始取代铜线。从那时起，由于零件尺寸和成本的降低，光纤技术变得更加高效，这推动了过去几年光互联网解决方案的突破。它通常用于高性能计算环境，如交换机和数据中心。

随着电气互连性能逐渐接近实际极限，硅电路和光学器件并排集成在同一包装上，有望在未来提高输入/输出（I/O）其传输距离延长了界面的能效。这些光子技术是在英特尔晶圆厂实现的，这意味着大规模生产后的成本会降低。

最新的光电共包装解决方案采用密集波分割（DWDM）该技术表明，在增加带宽的同时，光子芯片子芯片尺寸的前景。然而，到目前为止，仍然很难产生波长间隔和均匀功率的密集波分复用光源。

英特尔的新进展确保了光源输出功率的均匀性，保持了波长分离的一致性，并满足了光计算互连和密集波分重用通信的需要。光连接可用于下一代输入/输出接口AI高带宽要求定制机器学习工作负荷。

8个微环调制器和光波导管。将每个微环调制器调整到一个特定的波长(或)“光色”)。利用多波长，每个微环可以单独调制光波，实现独立通信。使用多波长的方法称为波分复用。

长分布式反馈激光阵列mm该平台采用混合硅光子平台设计制造，批量生产光收发器。在严格的工艺控制下，同样的硅晶圆光刻技术实现了这一创新CMOS晶圆厂激光制造能力的重大飞跃。

8通道III-V家用/硅混合分布式反馈激光阵列。这一创新标志着大型晶圆厂多波长激光能力的重大飞跃，通过匹配功率和均匀波长间隔。

在这项研究中，英特尔采用了先进的光刻技术，III-V硅片中波导光栅的配置是在家庭晶圆键合过程之前完成的。三英寸或四英寸。III-V与普通半导体激光器相比，该技术提高了波长均匀性。此外，由于激光器的高密度集成，当环境温度发生变化时，阵列还可以保持通道间距的稳定性。

未来，作为硅光子技术的先驱，英特尔将继续研究各种解决方案，以满足日益增长的网络基础设施更高效、更全面的需求。目前，英特尔正在开发光生成、放大、测试和调制，CMOS集成接口电路及封装。

此外，英特尔硅光子产品部利用八波长集成激光阵列制造技术的许多方面创造了未来的光互连芯片。即将到来的产品将包括在内CPU，GPU在内存中的各种计算资源之间，可以实现低功耗、高性能和每秒过度互连。集成激光阵列是大规模制造和部署光互连芯片的关键。