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美国IBM公司推出100Gb/s收发机用全集成波分复用硅光学芯片

发布:tatafan阅读:1686时间:2015-5-27 16:46:47
      美国IBM公司已经设计和测试了第一个完全集成波分复用硅光学芯片,这将很快用于制造100Gb/s光收发器。IBM公司高级副总裁Arvind Krishna说,“广泛商业应用的硅光学技术将有助于半导体行业与大数据和云服务驱动的不断增长的计算能力需求保持同步。该技术目的是使未来计算系统更快更节能”。

      采用IBM CMOS集成纳米光学技术制造晶圆,晶圆切割后的盒装数百个芯片用于100Gb/s收发器。硅光子学的光学元件可以在服务器、大型数据中心和超级计算机之间的高速计算机芯片间传输大量数据,克服拥挤数据流量和高成本传统互连限制。IBM使用100nm半导体技术的新进展可以将不同光学元件与电路并排集成在单一硅芯片上。

      硅光学芯片采用光纤内4种波长光(而不是传统铜线)在计算系统内和周边传输数据。据估计新的收发器只需2秒下载一个全高清数字电影。IBM认为科学技术正在进入一个计算新时代,需要IT系统和云计算服务器处理和分析数据中心,特别是云计算服务器之间的大量实时数据。这要求数据在系统构件之间无阻塞快速移动。硅光子学大大降低系统内和计算构件之间的数据瓶颈,提高响应时间。

      大多数光学互连数据中心内使用的解决方案是目前基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)技术,其中光信号通过多模光纤传输。通过云服务增加端口之间距离和数据速率的需求,正在推动有成本效益的单模光互连技术的发展,克服多模VCSEL链接固有的带宽-距离限制。

      IBM认为,将单片光收发器的基本光学和电子元件(以及纤维封装结构)集成到单一硅芯片,其CMOS集成纳米光子学技术可以提供具有成本效益的解决方案来扩展光链路的数据速率。同时,制造业利用硅芯片代工线的标准制造工艺,促使该技术向商业化发展。

      纽约、苏黎世、瑞士和IBM系统集团的IBM工程师已经验证了距离达2km数据中心互连的参考设计。该芯片使用4种激光频率传输和接收高速数据,每一个在独立的25Gb/s光信道运行。通过完全收发器设计,这4个信道通过双工单模光纤波分复用传输100GB/s的总带宽,使数据中心的安装纤维装置成本最小化。

      在2015年5月10-15日加州圣何塞举行的激光器和光电器件(CLEO 2015)会议上,IBM在 “CMOS单片集成纳米光子发射机的32GB / s无误差运行验证” 特邀报告中介绍了工作细节。


来源:**科技信息网
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