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关于硅光子


       硅光子(Silicon Photonics)技术(CMOS硅基光子集成技术),是当今科技界引人瞩目的研究领域之一。


       从技术的角度,传统光子产业的特点是“分立”:当前光器件的构造单元——调制器、激光器、探测器、放大器是采用完全不同的技术制造的,如:磷化铟、聚合 物、微机电系统、二氧化硅、铌酸锂、微光学等。这些分立单元再组装成模块,需要人力密集型的劳动,并导致了成本高、外形尺寸大、可靠性低、性能限制等一系 列弊病。


       由于缺乏统一的工艺标准,各光器件公司被迫采用 “小作坊”模式:任何涉足这一领域的公司必须自备超洁净室和全套MOCVD及其他昂贵的工艺设备,厂商自己要为材料、工艺、设计、批量、成品率负责。这种 “垂直集成”的产业模式造成了投资规模和产出的不对称:每个厂商的资金投入和运营成本非常高,却没有规模效应。光器件成本居高不下,单条生产线的收益却很 低。同时缺少灵活性,对市场需求起伏的承受能力差。


       硅光子技术则不同,这一集成体制基于SOI硅晶圆衬底和CMOS工艺平台,该技术突破可使集成光子芯片的开发、生产与当前主流半导体工业融合。这一技术嫁 接将使全球历时五十年、投入数万亿美元打造的微电子芯片制造基础设施(Foundry平台)可以顺理成章地进入集成光器件市场,将成熟、发达的半导体集成 电路工艺应用到集成光器件上来,使集成光子工业的水平有了质的飞跃。


       通过纵向的产业分工(Fabless+Foundry)模式,光集成设计人员的创造力就会得到释放,光器件逐年的成本下降和性能提升,就会象集成电路在电子工业中曾经发生过的那样!


       硅光子是人类的一项重大科技进展。它是在当前通信和计算产业发展的核心瓶颈处突破的一项使能技术(Enabling Technology)。因此,其潜在的市场和产品异常广阔。是一项广谱(broad spectrum)技术——从超过1000公里的长途通信到城域网、从光接入网到局域网/存储网络、从设备级的背板互连到板卡级的芯片间互连,乃至芯片内 部互连(<2cm),都有广阔的应用前景。硅光子技术的市场潜力是无限的!


     
通信领域

       在通信领域,通过硅光子技术,未来甚至可以把整个一块动态光分插复用卡集成在一个芯片上,它将包括输入AWG,光开关矩阵,和输出AWG,以及所有的驱动和控制电路。 一个成本不高于光纤放大器的3R中继器是完全可能的。这样的器件会给今天的光通信系统带来革命性的变化。这一新的集成度将使许多新的系统体系架构成为可 能。

 

计算领域

       在计算领域,随着计算能力的提升,目前在信息技术领域*重要的计算和数据传送这两条腿中,基于金属互连的数据传送严重拖了计算的后腿。硅光子技术的出现, 将改变目前计算机系统中通信速度(带宽)远远落后于处理器芯片运算速度的现状。从而在系统层级上得以延续摩尔定律。

 

新兴高密度数据互连领域

      短途的高密度数据传输和家用高密度数据互连(消费类光传输)。这是一个新兴的领域,硅光子技术所带来的低成本高速光收发器以及它和其他信号处理电路的单片 集成,将对这一领域起到推波助澜的作用。通过硅光子技术,可以把昂贵的高速数据电口完全对系统用户屏蔽,从而使目前存在的成本和设计普及上的障碍得以消除。这将使未来的宽带互连象今天的电话线接口一样普及和易于使用。


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