Intel Labs annuncia il progresso della ricerca sulla fotonica integrata
“Questa nuova ricerca dimostra che è possibile ottenere una potenza di uscita ben bilanciata con lunghezze d'onda uniformi e densamente distanziate. È incredibilmente importante utilizzare questa unità nella fase iniziale del gioco per ottenere una disposizione generale del terreno per trovare le posizioni delle risorse e determinare i colli di bottiglia strategici, questo può essere fatto utilizzando i controlli di produzione e di processo esistenti nelle fabbriche di Intel, garantendo così un chiaro percorso verso la produzione in serie dell'ottica co-confezionata di prossima generazione e dell'interconnessione di calcolo ottico su larga scala.” -Haisheng Rong, ingegnere capo senior presso Intel Labs
Cosa significa: Questo avanzamento consentirà la produzione della sorgente ottica con le prestazioni richieste per le future applicazioni ad alto volume, come l'ottica in co-package e l'interconnessione di calcolo ottico per carichi di lavoro ad alta intensità di rete emergenti, inclusa l'intelligenza artificiale (AI) e apprendimento automatico (ML). L'array laser è costruito sul processo di produzione fotonica del silicio da 300 millimetri di Intel per aprire la strada alla produzione di grandi volumi e all'ampia distribuzione.
By 2025, Gartner prevede che la fotonica del silicio sarà utilizzata in più di 20% di tutti i canali di comunicazione del data center ad alta larghezza di banda, da meno di 5% in 2020, e rappresenterà un mercato disponibile totale di $2.6 miliardi. La crescente domanda di basso consumo energetico, l'elevata larghezza di banda e il trasferimento dei dati più veloce stanno determinando la necessità di fotonica del silicio per supportare le applicazioni del data center e oltre.
Perchè importa: Le connessioni ottiche hanno iniziato a sostituire i fili di rame negli anni '80 a causa dell'elevata larghezza di banda intrinseca della trasmissione della luce nelle fibre ottiche invece degli impulsi elettrici trasmessi attraverso i fili metallici. Da allora, la tecnologia è diventata più efficiente grazie alla riduzione delle dimensioni e dei costi dei componenti, portando a scoperte negli ultimi anni nell'utilizzo di interconnessioni ottiche per soluzioni di rete, tipicamente negli interruttori, data center e altri ambienti di elaborazione ad alte prestazioni.
Con l'aumento delle limitazioni delle prestazioni di interconnessione elettrica, l'integrazione di circuiti in silicio e ottiche fianco a fianco sullo stesso pacchetto mantiene la promessa di un futuro input/output (I / O) interfaccia con una migliore efficienza energetica e una maggiore portata. Queste tecnologie fotoniche sono state ottenute nella fab di Intel utilizzando le tecnologie di processo esistenti, che si traduce in favorevoli riduzioni dei costi della produzione su larga scala.
Recenti soluzioni ottiche co-confezionate che utilizzano il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa (DWDM) tecnologia hanno mostrato la promessa di aumentare la larghezza di banda riducendo significativamente le dimensioni fisiche dei chip fotonici. Tuttavia, fino ad ora è stato molto difficile produrre sorgenti luminose DWDM con spaziatura e potenza uniformi della lunghezza d'onda.
Questo nuovo avanzamento garantisce una separazione costante della lunghezza d'onda delle sorgenti luminose mantenendo una potenza di uscita uniforme, con il risultato di soddisfare uno dei requisiti per l'interconnessione di elaborazione ottica e la comunicazione DWDM. La prossima generazione di I/O di calcolo che utilizza l'interconnessione ottica può essere personalizzata per le esigenze estreme dei carichi di lavoro IA e ML a larghezza di banda elevata di domani.
Come funziona: L'array DFB a otto lunghezze d'onda è stato progettato e fabbricato utilizzando la pubblicità di Intel 300 mm piattaforma fotonica silicio ibrido, che viene utilizzato per la produzione di ricetrasmettitori ottici di produzione in volume. Questa innovazione segna un progresso significativo nelle capacità di produzione laser in un semiconduttore di ossido di metallo complementare ad alto volume (CMOS) fab utilizzando la stessa tecnologia di litografia utilizzata per la produzione 300 mm wafer di silicio con stretto controllo del processo.
Per questa ricerca, Intel ha utilizzato la litografia avanzata per definire i reticoli della guida d'onda nel silicio prima del processo di incollaggio dei wafer III-V. Questa tecnica ha portato a una migliore uniformità della lunghezza d'onda rispetto ai tradizionali laser a semiconduttore fabbricati in fab di wafer III-V da 3 o 4 pollici. Inoltre, grazie alla stretta integrazione dei laser, l'array mantiene anche la sua spaziatura tra i canali quando la temperatura ambiente viene modificata.
Qual è il prossimo: Come pioniere della tecnologia fotonica del silicio, Intel si impegna a sviluppare soluzioni per soddisfare la crescente domanda di un'infrastruttura di rete più efficiente e piena di risorse. Gli elementi costitutivi della tecnologia di base in fase di sviluppo includono la generazione di luce, amplificazione, rilevamento, modulazione, Circuiti di interfaccia CMOS e tecnologie di integrazione dei pacchetti.
Inoltre, molti aspetti della tecnologia dell'array laser integrato a otto lunghezze d'onda sono stati implementati dalla Silicon Photonics Products Division di Intel come parte di un futuro chiplet di interconnessione di calcolo ottico. Il prossimo prodotto offrirà efficienza energetica, interconnessione multi-terabit al secondo ad alte prestazioni tra le risorse di elaborazione, incluse le CPU, GPU e memoria. L'array laser integrato è un elemento critico per ottenere una soluzione compatta ed economica che supporti la produzione e l'implementazione di grandi volumi.