英特爾研究所宣布，其集成光電研究取得了重大進展，這是提高數據中心和跨數據中心計算芯片互聯帶寬的下一個前沿領域。該最新研究在多波長集成光學領域取得了行業領先進展，顯示了完全集成在硅晶圓上的八波長分布式反饋（DFB）激光陣列，輸出功率均勻性達到 /- 0.25分貝（dB），達到波長間隔的均勻性±6.5%優于行業規范。
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英特爾研究所高級首席工程師榮海生說：這項新研究表明，可以同時實現均勻密集的波長和良好的適應輸出功率。最重要的是，利用英特爾晶圓廠現有的生產和工藝控制技術。因此，它為下一代光電共包裝和光互連器件的大規模生產提供了一條清晰的道路。
利用這一新進展生產的光源將具備未來大規模應用所需的性能，如可用于處理AI與機器學習等新興網絡密集工作負荷的光電共包裝和光互連裝置。該激光陣列基于英特爾300毫米硅光子工藝，為大規模生產和廣泛部署鋪平了道路。
據Gartner預計到2025年，超過20%的數據中心高帶寬通道將使用硅光子，而2020年的比例不到5%。此外，硅光子潛在市場規模也達到26億美元。為了支持數據中心的應用和其他方面，對低功耗、高帶寬和快速數據傳輸的需求帶來了硅光子需求的同步增長。
光連接在20世紀80年代開始取代銅線，因為光纖中固有的高帶寬光傳輸優于金屬電纜傳輸的電脈沖。從那時起，由于組件尺寸和成本的降低，光纖技術在過去幾年中取得了突破，通常用于交換機、數據中心等高性能計算環境。
隨著電氣互連性能逐漸接近實際極限，硅電路和光學器件并排集成在同一包裝上，預計未來將增加輸入/輸出（I/O）接口的能源效率延長了其傳輸距離。這些光子技術是在英特爾晶圓廠實現的，這意味著在實現大規模生產后，成本將降低。
最新的光電共封裝解決方案采用密集波分復用（DWDM）該技術顯示了光子芯片尺寸在增加帶寬的同時顯著縮小的前景。然而，到目前為止，仍然很難制造具有均勻波長間隔和功率的密集波分復用光源。
英特爾的新進展保證了光源在保持波長分離一致性的同時具有均勻的輸出功率，滿足了光計算互聯和密集波分復用通信的需要。下一代光互連輸入/輸出接口可用于未來AI定制機器學習工作負載的極高帶寬要求。
8個微環調制器和光波導。每個微環調制器都被調整到特定的波長（或光色）。使用多波長，每個微環可以單獨調制光波，以實現獨立通信。這種使用多波長的方法稱為波分重用。（圖片來源：英特爾）
英特爾商用300波長分布式反饋激光陣列 mm該平臺由混合硅光子平臺設計制造，用于大規模生產光收發器。基于制造300 mm在嚴格的工藝控制下，硅晶圓具有相同的光刻技術，實現了大規模的創新CMOS晶圓廠激光制造能力的重大飛躍。
8通道III-V族/硅混合分布式反饋激光陣列。通過實現匹配功率和均勻波長間隔，這一創新標志著大型晶圓廠批量生產多波長激光器能力的重大飛躍。
英特爾在這項研究中使用了先進的光刻技術III-V硅片中波導光柵的配置應在族晶圓鍵合工藝前完成。III-V與普通半導體激光器相比，該技術提高了波長均勻性。此外，由于激光器的高密度集成，陣列在環中pSemi代理當環境溫度變化時，通道間距也可以保持穩定。
未來，作為硅光子技術的先驅，英特爾將繼續致力于研究各種解決方案，以滿足日益增長的對更高效、更全面的網絡基礎設施的需求。目前，英特爾正在開發的集成光電關鍵建筑模塊包括光的生產、放大、檢測、調節、CMOS接口電路與包裝集成。
此外，英特爾硅光子產品部門正在采用八波長集成激光陣列制造技術（Silicon Photonics Products Division）用于創造未來的光互連芯粒。即將推出的產品將包括在內CPU、GPU在內存中的各種計算資源之間，實現低功耗、高性能和太比特（multi-terabits per second）的互連。集成激光陣列是縮小體積、降低成本的關鍵。
