Abstrato: Durante o ECOC2019, o IMEC, o líder mundial em nanoeletrônica e pesquisa de tecnologia digital e o centro de inovação, em colaboração com o IDLab e o Grupo de Pesquisa em Fotônica do Laboratório de Pesquisa Imec da Universidade de Ghent, divulgou em conjunto os marcos de conquistas importantes em silício fotônico (SiPho ) pesquisa de tecnologia. A arquitetura de construção demonstrada fornece um caminho alcançável para switches de data center de próxima geração com 400 Gb / s, links ópticos de alta velocidade e dispositivo óptico co-empacotado que serão tecnologias-chave para transmissão de dados em data centers futuros. Os destaques dessa conquista incluem: protótipo de transceptor óptico CMOS-SiPho de alta densidade (Tbps / mm2) assistido por TSV, transmissor PAM106 SiPho de 4 Gb / s de baixa potência, APD de germânio / silício de alta velocidade e banda ultralarga de baixa perda Acoplador de fibra monomodo.
O ICCSZ relata que durante o ECOC2019, o IMEC, líder mundial em pesquisa de nanoeletrônica e tecnologia digital e centro de inovação, em colaboração com o IDLab e o Grupo de Pesquisa em Fotônica do Laboratório de Pesquisa Imec da Universidade de Ghent, divulgou em conjunto os marcos de conquistas importantes em silício fotônico (SiPho) technology research .. A arquitetura de construção demonstrada fornece um caminho alcançável para switches de data center de próxima geração com 400 Gb / s, links ópticos de alta velocidade e componentes ópticos co-empacotados que serão tecnologias chave para transmissão de dados em dados futuros centros. Os destaques dessa conquista incluem: protótipo de transceptor óptico CMOS-SiPho de alta densidade (Tbps / mm2) assistido por TSV, transmissor PAM106 SiPho de 4 Gb / s de baixa potência, APD de germânio / silício de alta velocidade e banda ultralarga de baixa perda Acoplador de fibra monomodo.
Como todos sabemos, o crescimento exponencial da Internet e dos aplicativos relacionados promoveu a implantação do data center da tecnologia de interconexão óptica para atingir um desempenho de crescimento sustentável, menor consumo de energia e menor espaço. Nos próximos cinco anos, a capacidade do link óptico no data center será atualizada para 400 Gb / s pela multiplexação dos quatro canais PAM100 de 4 Gb / s. Como resultado, a largura de banda total que um único switch de data center precisa para processar chegará a 51.2 Tb / s, ele precisa ser equipado com tecnologia de transceptor fotônico de silício de densidade ultra-alta e um chip CMOS de switch altamente integrado e comumente empacotado.
Para ajudar a indústria a atender a esses requisitos universais e desafiadores, a IMEC e seu Laboratório de Pesquisa da Universidade de Ghent estão desenvolvendo tecnologias-chave para construir a arquitetura que usa a plataforma fotônica de silício IMEC para injetar eletrônicos de alta velocidade em wafers de 200 mm e 300 mm.
Joris Van Campenhout, Diretor de Engenharia Optical I / O da Imec, comentou: “Nosso sistema de P&D alcançou melhorias sustentáveis em diferentes níveis de tecnologia de fotônica de silício, seja integração de processos, dispositivos individuais ou nível de submódulo. Estamos dispostos a compartilhar nosso progresso de pesquisa com a indústria e universidades no ECOC e esperamos continuar a ajudar a indústria de comunicações na Europa ou em outras regiões a atender melhor aos principais desafios da tecnologia de interconexão óptica de próxima geração ”.
Um dos destaques da tela do Imec durante o EOCO é a primeira tecnologia híbrida FinFET CMOS / transceptor fotônico de silício com assistência TSV, que usa modulação NRZ e opera a uma taxa de 40 Gb / s. O protótipo atinge uma densidade de largura de banda impressionante (1Tbps / mm2) com consumo de energia ultrabaixo, fornecendo uma forma de implementação para futuros switches de data center com dispositivos óticos compactados ultradensos.
A Imec e a Universidade de Ghent também mostraram um transmissor óptico de 106 Gb / s, que usa o formato de modulação PAM4. Este formato de modulação de quatro níveis foi amplamente adotado pela indústria nos últimos anos. É usado como uma transmissão de canal único de 53GBd para cenários de distância de ultra-500 metros. Comparado com outros transmissores ópticos PAM4, a solução IMEC não requer nenhum método equivalente ou processamento de sinal digital. Ele integra dois moduladores de eletroabsorção GeSi paralelos e o resultado é o transmissor óptico mais compacto e de baixa potência (1.5pJ / b) que pode transmitir dados a 106 Gb / s em uma fibra de módulo único por mais de 1km.
Ao mesmo tempo, a Imec também mostrou seu design de acoplador de borda otimizado, baseado em uma plataforma fotônica híbrida Si / SiN. Em comparação com a fibra monomodo padrão da indústria, esta inovação oferece melhor desempenho para a pilha de camadas e opera nas bandas O e C, a eficiência de acoplamento de uma única fibra é de 1.5 dB. Na extremidade receptora, a Imec introduziu fotodetetores de avalanche (APDs) Ge / Si de alta velocidade com ganhos multiplicados de larguras de banda de 8 e 32 GHz, mostrando potencial significativo na melhoria da sensibilidade do receptor e orçamento de link óptico a 40 Gb / se taxas mais altas.