硅光技术重大突破!国内首款2Tb/s三维集成硅光芯粒成功出样

5月11日消息 据国家信息光电子创新中心公众号消息,近日,国家信息光电子创新中心(NOEIC)和鹏城实验室的光电融合联合团队完成了2Tb/s硅光互连芯粒(chiplet)的研制和功能验证,在国内首次验证了3D硅基光电芯粒架构,实现了单片最高达8×256Gb/s的单向互连带宽。

据了解,团队在2021年1.6T硅光互连芯片的基础上,进一步突破了光电协同设计仿真方法,研制出硅光配套的单路超200G driver和TIA芯片,并攻克了硅基光电三维堆叠封装工艺技术,形成了一整套基于硅光芯片的3D芯粒集成方案。

2Tb/s 硅基3D集成光发射芯粒

2Tb/s 硅基3D集成光接收芯粒

硅光互连芯粒的侧向显微镜结构

该方案充分利用了硅光与CMOS封装工艺兼容的特点,相比于传统wirebond方案,3D芯粒能解决电芯片与光芯片间高密度、高带宽电互连的困难,显著降低射频信号在光-电芯片互连过程中的严重衰减。经系统传输测试,8个通道在下一代光模块标准的224Gb/s PAM4光信号速率下,TDECQ均在2dB以内。通过进一步链路均衡,最高可支持速率达8×256Gb/s,单片单向互连带宽高达2Tb/s。

8×224Gb/s硅基光发射芯粒输出眼图

据透露,该工作充分展现了3D集成硅光芯粒的优越互连性能,以及联合团队的领先自主研发水平。成果将广泛应用于下一代算力系统和数据中心所需的CPO、NPO、LPO、LRO等各类光模块产品中,为国内信息光电子技术的率先突围探索出可行路径。

硅光已经是目前全球光模块市场的主流技术之一。LightCounting此前预计,使用基于SiP的光模块市场份额将从2022年的24%增加到2028年的44%。

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2024-05-11
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