Abstracto: Durante ECOC2019, IMEC, la investigación en nanoelectrónica y tecnología digital líder en el mundo y el centro de innovación, en colaboración con IDLab y el Grupo de Investigación de Fotónica del Laboratorio de Investigación Imec en la Universidad de Gante, lanzaron conjuntamente los hitos de importantes logros en silicio fotónico (SiPho ) investigación tecnológica. La arquitectura de construcción demostrada proporciona una ruta alcanzable para conmutadores de centro de datos de próxima generación con 400 Gb / s, enlaces ópticos de mayor velocidad y dispositivos ópticos empaquetados que serán tecnologías clave para la transmisión de datos en futuros centros de datos. Los aspectos más destacados de este logro incluyen: prototipo de transceptor óptico CMOS-SiPho de alta densidad (Tbps / mm2) asistido por TSV, transmisor PAM106 SiPho de 4 Gb / s de baja potencia, APD de germanio / silicio de alta velocidad y banda ultraancha de baja pérdida Acoplador de fibra monomodo.
ICCSZ informa que durante ECOC2019, IMEC, el centro de investigación en nanoelectrónica y tecnología digital líder en el mundo y el centro de innovación, en colaboración con IDLab y el Grupo de Investigación de Fotónica del Laboratorio de Investigación Imec en la Universidad de Ghent, lanzaron conjuntamente los hitos de importantes logros en silicio fotónico. (SiPho) investigación de tecnología. La arquitectura de construcción demostrada proporciona una ruta alcanzable para conmutadores de centro de datos de próxima generación con 400 Gb / s, enlaces ópticos de mayor velocidad y componentes ópticos empaquetados que serán tecnologías clave para la transmisión de datos en datos futuros. centros. Los aspectos más destacados de este logro incluyen: prototipo de transceptor óptico CMOS-SiPho de alta densidad (Tbps / mm2) asistido por TSV, transmisor PAM106 SiPho de 4 Gb / s de baja potencia, APD de germanio / silicio de alta velocidad y banda ultraancha de baja pérdida Acoplador de fibra monomodo.
Como todos sabemos, el crecimiento exponencial de Internet y las aplicaciones relacionadas han promovido el despliegue de tecnología de interconexión óptica en el centro de datos para lograr un rendimiento de crecimiento sostenible, un menor consumo de energía y un espacio más pequeño. En los próximos cinco años, la capacidad del enlace óptico en el centro de datos se actualizará a 400 Gb / s mediante la multiplexación de los cuatro canales PAM100 de 4 Gb / s. Como resultado, el ancho de banda total que un único conmutador de centro de datos necesita para procesar alcanzará los 51.2 Tb / s, debe estar equipado con tecnología de transceptor fotónico de silicio de densidad ultra alta y un chip CMOS conmutador altamente integrado y comúnmente empaquetado.
Para ayudar a la industria a cumplir con estos requisitos universales y desafiantes, IMEC y su laboratorio de investigación de la Universidad de Gante están desarrollando tecnologías clave para construir la arquitectura que utiliza la plataforma de fotónica de silicio IMEC para inyectar componentes electrónicos de alta velocidad en obleas de 200 mm y 300 mm.
Joris Van Campenhout, Director de Ingeniería de E / S ópticas de Imec, comentó: “Nuestro sistema de I + D ha logrado mejoras sostenibles en diferentes niveles de tecnología fotónica de silicio, ya sea su integración de procesos, dispositivos individuales o nivel de submódulo. Estamos dispuestos a compartir nuestro progreso de investigación con la industria y las universidades en ECOC y esperamos continuar ayudando a la industria de las comunicaciones en Europa u otras regiones a enfrentar mejor los desafíos clave de la tecnología de interconexión óptica de próxima generación ”.
Uno de los aspectos más destacados de la pantalla de Imec durante EOCO es la primera tecnología híbrida de transceptor fotónico FinFET CMOS / silicio de la industria con asistencia TSV, que utiliza modulación NRZ y funciona a una velocidad de 40 Gb / s. El prototipo logra una impresionante densidad de ancho de banda (1 Tbps / mm2) con un consumo de energía ultra bajo, lo que proporciona una forma de implementación para futuros conmutadores de centros de datos con dispositivos ópticos empaquetados ultra densos.
Imec y la Universidad de Gante también mostraron un transmisor óptico de 106 Gb / s, que utiliza el formato de modulación PAM4. Este formato de modulación de cuatro niveles ha sido ampliamente adoptado por la industria en los últimos años. Se utiliza como transmisión de un solo canal de 53 GBd para escenarios de distancia de ultra 500 metros. En comparación con otros transmisores ópticos PAM4, la solución IMEC no requiere ningún método equivalente o procesamiento de señales digitales. Integra dos moduladores de electro-absorción GeSi paralelos, y el resultado es el transmisor óptico más compacto y de baja potencia (1.5 pJ / b) que puede transmitir datos a 106 Gb / s en una fibra de un solo módulo a lo largo de 1 km.
Al mismo tiempo, Imec también mostró su diseño optimizado de acoplador de borde, basado en una plataforma fotónica híbrida Si / SiN. En comparación con la fibra monomodo estándar de la industria, esta innovación proporciona un mejor rendimiento para la pila de capas y opera en las bandas O y C, la eficiencia de acoplamiento de una sola fibra es de 1.5 dB. En el extremo receptor, Imec ha introducido fotodetectores de avalancha (APD) de Ge / Si de alta velocidad con ganancias multiplicadas de anchos de banda de 8 y 32 GHz, lo que muestra un potencial significativo para mejorar la sensibilidad del receptor y el presupuesto del enlace óptico a 40 Gb / sy velocidades más altas.