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光通信成芯片新途径 台积电研发硅光子学技术

随着人工智能(AI)和高性能计算(HPC)的快速发展,对更快的数据中心互连需求日益增长。传统技术正在努力跟上时代的步伐,光互连成为了解决电子输入/输出(I/O)性能扩展的一种可行性解决方案。硅材料制造光电子器件,既能结合硅材料在成熟制造工艺、低成本和高集成度等优势,又能发挥光子学在高速传输与高带宽等方面的优点。据相关媒体报道,台积电(TSMC)已经组织了一支大约由200名专家组成的专门研发团队,专注于如何将硅光子学应用到未来的芯片。传闻台积电打算与英伟达及博通(Broadcom)等厂商合作,共同推进硅光子技术的开发。其中涉及的元器件覆盖45nm到7nm制程技术,预计相关产品最早于2024年下半年获得订单,2025年将进入大批量生产阶段。由于数据传输速率的提升,功耗和热管理变得更加关键。业界提出的解决方案包括使用光电共封装(CPO)技术,将硅光子元件与专用集成芯片封装在一起。台积电相关负责人表示,如果能提供一个良好的硅光子整合系统,就能解决能源效率和AI算力两大关键问题,现在可能处于一个新时代的开端。不少科技巨头都在推动整合光学和硅技术,比如英特尔。英特尔实验室在2021年12月还成立了互连集成光子学研究中心,以推动数据中心集成光子学方面的研究和开发工作,为未来十年的计算互连铺平道路。在更早之前,英特尔还展示了集成关键光学技术构件模块的硅平台,包括了光的产生、放大、检测、调制、CMOS接口电路和封装集成。

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