硅光芯片文章進(jìn)入硅光芯片技術(shù)社區(qū)

硅光芯片：你相信光嗎？

來(lái)自未來(lái)的硅光芯片，在 2023 年又向前邁進(jìn)了一步。自 2023 年初以來(lái)，圍繞硅光子學(xué)進(jìn)行了大量炒作，并進(jìn)行了大量投資，特別是光計(jì)算、光 I/O 和各種傳感應(yīng)用。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) Yole Intelligence 表示，2022 年，硅光芯片市場(chǎng)價(jià)值為 6800 萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)到 2028 年將超過(guò) 6 億美元，2022 年—2028 年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為 44%。推動(dòng)這一增長(zhǎng)的主要因素是用于高速數(shù)據(jù)中心互聯(lián)和對(duì)更高吞吐量及更低延遲需求的機(jī)器學(xué)習(xí)的 800G 可插拔光模塊。硅光為何「令人相信」？用 CMO
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全球芯片制造巨頭臺(tái)積電正大舉押注芯片制造領(lǐng)域的下一代最前沿技術(shù) —— 硅光芯片。摩爾定律逼近極限摩爾定律逼近極限已很大程度上導(dǎo)致傳統(tǒng)電子芯片性能強(qiáng)化幅度放緩，而硅光芯片則提供了一種基于光技術(shù)的性能強(qiáng)化方案，使得芯片性能在納米制程技術(shù)受限的情況下繼續(xù)擴(kuò)張。
關(guān)鍵字：摩爾定律硅光芯片硅光子臺(tái)積電英偉達(dá) 算力

全球最大芯片制造商臺(tái)積電正在大舉押注新興半導(dǎo)體領(lǐng)域——硅光芯片。據(jù)媒體報(bào)道，臺(tái)積電已組建了一支約200人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，瞄準(zhǔn)明年即將到來(lái)的硅光子超高速芯片商機(jī)；該公司不僅正在積極推進(jìn)硅光子技術(shù)，還在與博通和英偉達(dá)等大客戶進(jìn)行談判，共同開(kāi)發(fā)以該技術(shù)為中心的應(yīng)用。報(bào)道稱，此次合作旨在生產(chǎn)下一代硅光子芯片，相關(guān)制程技術(shù)涵蓋45nm至7nm，預(yù)計(jì)最快將于2024年下半年開(kāi)始迎來(lái)大單。臺(tái)積電系統(tǒng)集成探路副總裁余振華此前表示：“如果我們能夠提供良好的硅光子整合系統(tǒng)……我們就可以解決AI的能源效率和計(jì)算能力的關(guān)鍵問(wèn)題。這將
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隨著光電半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心元器件，光電子器件（光芯片）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)、消費(fèi)等領(lǐng)域。光芯片包括 CCD、CIS、LED、光子探測(cè)器、光耦合器、激光芯片等多種類型。如果按照是否發(fā)生光電信號(hào)轉(zhuǎn)化分類，光芯片可分為有源光芯片和無(wú)源光芯片兩類，有源光芯片包括發(fā)射芯片和接收芯片，無(wú)源光芯片包括光開(kāi)關(guān)芯片、光分束器芯片等。下面主要分析一下有源光芯片，如激光芯片和光子探測(cè)芯片等的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。有源光芯片，特別是激光芯片，主要用于工業(yè)（高功率激光芯片）、通信（高速率激光芯片），另外，VCSEL
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本文主要介紹了硅光芯片和電芯片共封裝的幾種不同形式及其主要特點(diǎn)。到 2022 年，全球互聯(lián)網(wǎng)流量預(yù)計(jì)將達(dá)到每月近 400 EB，對(duì)數(shù)據(jù)中心互連帶寬的需求將繼續(xù)以指數(shù)級(jí)的速度增長(zhǎng) 。預(yù)測(cè)到了2030年，數(shù)據(jù)中心能耗持續(xù)增長(zhǎng)，全球數(shù)據(jù)中心的用電量超過(guò) 3 PWh，最壞的情況可能高達(dá) 8 PWh 。為了滿足互聯(lián)網(wǎng)流量需求，數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)帶寬需要達(dá)到 10 Tb/s ，為了減緩數(shù)據(jù)中心能耗增長(zhǎng)的趨勢(shì)，必須想辦法降低系統(tǒng)、器件的功耗。每個(gè)封裝的 I/O 引腳數(shù)差不多每6年翻一番超過(guò)I/O總帶寬3、4年翻一番。解決這些
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　　電子技術(shù)自發(fā)明以來(lái)，廣泛應(yīng)用于生活中的方方面面，如今已經(jīng)成為我們不可或缺的一部分。從1947年，威廉·邵克雷、約翰·巴頓和沃特·布拉頓成功地在貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出第一個(gè)晶體管;到1961年，第一個(gè)集成電路專利被授予羅伯特·諾伊斯;再到1971年：英特爾發(fā)布了其第一個(gè)微處理器4004……電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今也有七十多年的歷史，其中電子芯片作為電子技術(shù)的核心，也有四十多年的產(chǎn)業(yè)積累?！　〗柚韫庑酒瑢?shí)現(xiàn)彎道超車　　隨著我國(guó)將芯片列為國(guó)家重點(diǎn)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)，“中國(guó)芯”三個(gè)字一直是我們的夢(mèng)想，由于產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的局限，這個(gè)夢(mèng)想
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　　SiFotonics Technologies宣布其硅光PD/APD芯片相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)逐漸走向成熟，將借助硅光子技術(shù)顯著的成本優(yōu)勢(shì)全面進(jìn)入傳統(tǒng)光器件市場(chǎng)。　　時(shí)機(jī)成熟　　經(jīng)過(guò)近十年的努力和積累、數(shù)代產(chǎn)品的更迭，SiFotonics的鍺硅PD/APD芯片已在性能、量產(chǎn)能力、可靠性等方面得到足夠的市場(chǎng)檢驗(yàn)，目前各類產(chǎn)品已累計(jì)出貨近100萬(wàn)顆，全面進(jìn)軍市場(chǎng)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。　　高性價(jià)比　　SiFotonics利用世界領(lǐng)先的硅光技術(shù)，由一流CMOS工廠代工生產(chǎn)8英寸PD/APD晶圓。借助
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　　下一代芯片技術(shù)中最令人感到激動(dòng)的，莫過(guò)于可顯著降低系統(tǒng)功耗、同時(shí)提升帶寬的硅光電子應(yīng)用。這種用于“芯片到芯片”(chip-to-chip)的通訊方式，在硅片上用光來(lái)作為信息傳導(dǎo)介質(zhì)，因此能夠取得比傳統(tǒng)銅導(dǎo)線更優(yōu)異的數(shù)據(jù)傳輸性能、同時(shí)將能量消耗降低到令人難以置信的級(jí)別?，F(xiàn)在，IBM宣稱已將這一技術(shù)提升到了更高的層次，并且將一個(gè)硅光集成芯片塞到了與CPU相同的封裝尺寸中。　　需要指出的是，硅光技術(shù)一直是高性能計(jì)算的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，并且被視為超算的長(zhǎng)期發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。
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