光子+电子合体 Intel把它们缩小了1000倍

导读：传统半导体都是基于硅、电子构建的，但进一步提升性能的限制和难度越来越大，而量子计算、光子计算这些看似科幻的前沿科技，也正在一步步被突破。

传统半导体都是基于硅、电子构建的，但进一步提升性能的限制和难度越来越大，而量子计算、光子计算这些看似科幻的前沿科技，也正在一步步被突破。今天的研究院开放日活动上，Intel就公布了在硅光子技术方面的最新突破，提出了“集成光电”的愿景，向着实现将光子与低成本、大容量的硅芯片进行集成的长期愿景又迈进了一步。

Intel对硅光子技术的研究由来已久，而且硕果累累，早在2016年6月就推出了全新的硅光子产品100G PSM4，可在独立的硅芯片上实现近乎光速的数据传输。

2018年9月，Intel 100G硅光收发器产品拓展到5G基础设施领域；2019年11月，Intel将光学链路封装到了传统CPU之中；2020年3月，Intel展示了业界首个一体封装光学以太网交换机，1.6Tbps的硅光引擎与12.8Tbps的可编程以太网交换机合二为一。

Intel表示，在如今的服务器、数据中心里，随着数据量不断猛增，网络基础架构遇到了全新的挑战，尤其是电气I/O性能逐渐逼近极限。

随着计算带宽需求的不断增长，电气I/O的规模已经无法保持同步增长，从而形成了所谓的“I/O功耗墙”，限制了计算运行的可用能源。

而通过在服务器和封装中直接引入光互连I/O，Intel打破了这一限制。

Intel今天重点展示了硅光子技术在关键技术构建模块方面的重大进展，这也是Intel集成光电研究的基础，包括光的产生、放大、检测、调制、CMOS接口电路、封装集成，将光子技术、CMOS技术紧密结合，这也是未来光子技术与核心计算芯片完全集成的一次概念验证。

同时，Intel还展示了比传统组件小1000倍的微型环调制器，不再像传统服务器封装那样需要上百个类似元件。

在历史上，Intel也是第一家将集成激光器、半导体光学放大器、全硅光电探测器、微型环调制器集成在一个与CMOS硅紧密集成的单个技术平台上，为集成光电技术的扩展奠定了基础。

汇总来说，Intel构建模块的关键技术包括：

微型环调制器(micro-ring modulators)：

传统的芯片调制器占用面积太大，并且IC封装的成本很高，Intel的微型环调制器则将尺寸缩小了1000倍以上，消除了将硅光子集成到计算封装中的主要障碍。

全硅光电检测器(all silicon photo detector)：

Intel的最新成果推翻了数十年来业界的误解，确认硅也有光检测功能，未来可大大降低成本。

集成半导体光学放大器：

使用与集成激光器相同的材料，可降低总功耗。

集成多波长激光器(Integrated multi-wavelength lasers)：

使用波分复用技术，可将来自同一激光的不同波长用在同一光束中，传输更多数据，从而可以使用单根光缆传输额外数据，增加带宽密度。

集成：

使用先进的封装技术将硅光子与CMOS芯片紧密集成，可实现三大优势：更低的功耗、更高的带宽、更少的引脚数。