Résumé: Au cours de l'ECOC2019, IMEC, le leader mondial de la recherche en nanoélectronique et en technologie numérique et le centre d'innovation, en collaboration avec IDLab et le groupe de recherche photonique du laboratoire de recherche Imec de l'Université de Gand, a publié conjointement les jalons de réalisations importantes en photonique sur silicium (SiPho ) recherche technologique. L'architecture de construction démontrée fournit une voie réalisable pour les commutateurs de centre de données de nouvelle génération avec 400 Gb/s, des liaisons optiques à plus grande vitesse et un dispositif optique co-packagé qui seront des technologies clés pour la transmission de données dans les futurs centres de données. Les points saillants de cette réalisation incluent : un prototype d'émetteur-récepteur optique CMOS-SiPho haute densité (Tbps/mm2) assisté par TSV, un émetteur SiPho PAM106 4 Gb/s basse consommation, un APD germanium/silicium haute vitesse et une bande ultra-large à faible perte Coupleur fibre monomode.
L'ICCSZ rapporte qu'au cours de l'ECOC2019, IMEC, le leader mondial de la recherche en nanoélectronique et en technologie numérique et le centre d'innovation, en collaboration avec IDLab et le groupe de recherche en photonique du laboratoire de recherche Imec de l'Université de Gand, a publié conjointement les jalons de réalisations importantes dans le domaine de la photonique sur silicium. Recherche technologique (SiPho). L'architecture de construction démontrée offre une voie réalisable pour les commutateurs de centre de données de nouvelle génération avec 400 Gb / s, des liaisons optiques à plus grande vitesse et des composants optiques co-packagés qui seront des technologies clés pour la transmission de données dans les données futures centres. Les points saillants de cette réalisation incluent : un prototype d'émetteur-récepteur optique CMOS-SiPho haute densité (Tbps/mm2) assisté par TSV, un émetteur SiPho PAM106 4 Gb/s basse consommation, un APD germanium/silicium haute vitesse et une bande ultra-large à faible perte Coupleur fibre monomode.
Comme nous le savons tous, la croissance exponentielle d'Internet et des applications associées a favorisé le déploiement dans les centres de données de la technologie d'interconnexion optique pour atteindre des performances de croissance durables, une consommation d'énergie réduite et un espace plus petit. Dans les cinq prochaines années, la capacité de la liaison optique dans le data center sera portée à 400Gb/s en multiplexant les quatre canaux PAM100 4Gb/s. En conséquence, la bande passante totale qu'un seul commutateur de centre de données doit traiter atteindra 51.2 Tb / s, il doit être équipé d'une technologie d'émetteur-récepteur photonique au silicium ultra-haute densité et d'une puce CMOS de commutateur hautement intégrée et couramment emballée.
Afin d'aider l'industrie à répondre à ces exigences difficiles et universelles, IMEC et son laboratoire de recherche de l'Université de Gand développent des technologies clés pour construire l'architecture qui utilise la plate-forme photonique sur silicium IMEC pour injecter de l'électronique à grande vitesse dans des plaquettes de 200 mm et 300 mm.
Joris Van Campenhout, directeur de l'ingénierie des E/S optiques d'Imec, a déclaré : « Notre système de R&D a permis des améliorations durables à différents niveaux de la technologie photonique sur silicium, qu'il s'agisse d'intégration de processus, de dispositifs individuels ou de sous-modules. Nous sommes disposés à partager nos progrès de recherche avec l'industrie et les universités sur l'ECOC et sommes impatients de continuer à aider l'industrie des communications en Europe ou dans d'autres régions à mieux relever les principaux défis de la technologie d'interconnexion optique de nouvelle génération.
L'un des points forts de l'affichage d'Imec lors de l'EOCO est la première technologie d'émetteur-récepteur photonique hybride FinFET CMOS / silicium avec assistance TSV, qui utilise la modulation NRZ et fonctionne à un débit de 40 Gb/s. Le prototype atteint une densité de bande passante impressionnante (1 Tbps / mm2) à une consommation d'énergie ultra-faible, offrant un moyen de mise en œuvre pour les futurs commutateurs de centre de données avec des dispositifs optiques co-packagés ultra-denses.
L'Imec et l'Université de Gand ont également présenté un émetteur optique de 106 Gb/s, qui utilise le format de modulation PAM4. Ce format de modulation à quatre niveaux a été largement adopté par l'industrie ces dernières années. Il est utilisé comme transmission monocanal de 53 Go/s pour les scénarios de distance ultra-500 mètres. Par rapport aux autres émetteurs optiques PAM4, la solution IMEC ne nécessite aucune méthode équivalente ni aucun traitement numérique du signal. Il intègre deux modulateurs d'électro-absorption GeSi parallèles, et le résultat est l'émetteur optique le plus compact et à faible consommation (1.5pJ/b) pouvant transmettre des données à 106 Gb/s sur une fibre monomodule sur 1km.
Dans le même temps, Imec a également présenté sa conception optimisée de coupleurs de bord, basée sur une plate-forme photonique hybride Si/SiN. Par rapport à la fibre monomode standard de l'industrie, cette innovation offre de meilleures performances pour la pile de couches et fonctionne dans les bandes O et C, l'efficacité de couplage d'une fibre unique est de 1.5 dB. Du côté de la réception, Imec a introduit des photodétecteurs à avalanche Ge/Si (APD) à grande vitesse avec des gains multipliés de bandes passantes de 8 et 32 GHz, montrant un potentiel important pour améliorer la sensibilité du récepteur et le bilan de liaison optique à 40 Gb/s et des débits supérieurs.