Intel Labs anuncia avances en la investigación de fotónica integrada

Intel Labs anuncia un avance significativo en su investigación de fotónica integrada – la próxima frontera en el aumento del ancho de banda de comunicación entre el silicio informático en los centros de datos y en las redes. La investigación más reciente presenta avances líderes en la industria en óptica integrada de múltiples longitudes de onda, incluyendo la demostración de una retroalimentación distribuida de ocho longitudes de onda (DFB) matriz láser que está completamente integrada en una oblea de silicio y ofrece una excelente uniformidad de potencia de salida de +/- 0.25 decibel (dB) y uniformidad de espaciado de longitud de onda de ±6,5 % que superan las especificaciones de la industria.

“Esta nueva investigación demuestra que es posible lograr una potencia de salida bien adaptada con longitudes de onda uniformes y densamente espaciadas. Lo más importante, esto se puede hacer utilizando los controles de proceso y fabricación existentes en las fábricas de Intel, asegurando así un camino claro hacia la producción en volumen de la próxima generación de interconexión de cómputo óptico y óptica empaquetada a escala.” -rong haisheng, ingeniero principal sénior en Intel Labs

lo que significa: This advancement will enable the production of the optical source with the required performance for future high-volume applications, such as co-packaged optics and optical compute interconnect for emerging network-intensive workloads including artificial intelligence (AI) and machine learning (ML). The laser array is built on Intel’s 300-millimeter silicon photonics manufacturing process to pave the way for high-volume manufacturing and broad deployment.

Por 2025, Gartner forecasts that silicon photonics will be used in more than 20% of all high-bandwidth data center communications channels, up from less than 5% en 2020, and will represent a total available market of $2.6 billón. The growing demand for low power consumption, high bandwidth and faster data transfer is driving the need for silicon photonics to support data center applications and beyond.

Why It Matters: Optical connections began replacing copper wires in the 1980s due to the inherent high bandwidth of light transmission in optical fibers instead of electrical impulses transmitted through metal wires. Desde entonces, the technology has become more efficient due to reduced component size and cost, leading to breakthroughs in the past few years in using optical interconnects for network solutions, typically in switches, data centers and other high-performance computing environments.

With the rise of electrical interconnect performance limitations, integrating silicon circuitry and optics side by side on the same package holds the promise of a future input/output (E/S) interface with improved energy efficiency and longer reach. These photonic technologies were achieved in Intel’s fab using existing process technologies, which translates to favorable cost reductions of large-scale manufacturing.

Recent co-packaged optics solutions using dense wavelength division multiplexing (DWDM) technology have shown the promise of increasing bandwidth while significantly reducing the physical size of photonic chips. Sin embargo, it has been very difficult to produce DWDM light sources with uniform wavelength spacing and power until now.

This new advancement ensures consistent wavelength separation of light sources while maintaining uniform output power, resulting in meeting one of the requirements for optical compute interconnect and DWDM communication. La próxima generación de E/S de cómputo mediante interconexión óptica se puede adaptar a las demandas extremas de las cargas de trabajo de IA y ML de gran ancho de banda del futuro..

Cómo funciona: La matriz DFB de ocho longitudes de onda se diseñó y fabricó con la tecnología comercial de Intel. 300 plataforma fotónica de silicio híbrido mm, que se utiliza para fabricar transceptores ópticos de producción en volumen. Esta innovación marca un avance significativo en las capacidades de fabricación láser en un semiconductor complementario de óxido de metal de alto volumen. (CMOS) Fab utilizando la misma tecnología de litografía utilizada para fabricar 300 obleas de silicio mm con estricto control de proceso.

Para esta investigación, Intel utilizó litografía avanzada para definir las rejillas de guía de ondas en silicio antes del proceso de unión de obleas III-V. Esta técnica dio como resultado una mejor uniformidad de longitud de onda en comparación con los láseres de semiconductores convencionales fabricados en fábricas de obleas III-V de 3 o 4 pulgadas.. Además, debido a la estrecha integración de los láseres, la matriz también mantiene su espacio entre canales cuando cambia la temperatura ambiente.

Que sigue: Como pionero de la tecnología fotónica de silicio, Intel está comprometida con el desarrollo de soluciones para satisfacer la creciente demanda de una infraestructura de red más eficiente y llena de recursos.. Los componentes básicos de la tecnología en desarrollo incluyen la generación de luz, amplificación, detección, modulación, Circuitos de interfaz CMOS y tecnologías de integración de paquetes.

Además, Muchos aspectos de la tecnología de matriz láser integrada de ocho longitudes de onda están siendo implementados por la división de productos de fotónica de silicio de Intel como parte de un futuro producto de chiplet de interconexión de cómputo óptico.. El próximo producto ofrecerá eficiencia energética, interconexión de varios terabits por segundo de alto rendimiento entre los recursos informáticos, incluidas las CPU, GPU y memoria. La matriz láser integrada es un elemento fundamental para lograr una solución compacta y rentable que admita la fabricación y el despliegue de gran volumen..