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提升通訊位元率 矽光子晶片勢在必行

文‧張嘉純 發布日期:2019/05/13 關鍵字:通訊矽光子晶片積體電路

隨著非積體化光通訊模組技術難以再提升位元率,產學界紛紛投入積體化光通訊模組研發,以突破位元率瓶頸。為提升國內光通訊關鍵性元件與模組之技術能力,強化競爭力與提高國際能見度。矽光子及積體電路專案計畫團隊近日於台灣大學理博館舉辦高速矽光子元件及傳輸技術研討會。

國立台灣大學光電工程學研究所暨電機工程學系教授兼所長林恭如表示,矽光子技術主要是應用在高速光通訊,尤其是在資料中心的高速光通訊模組。目前,非積體化的光通訊模組技術已經遇到瓶頸,到達了傳輸位元率的上限。為提升傳輸位元率,必須在矽晶片上積體化所有光的主動與被動元件。透過積體化的過程可以縮短傳輸路徑,並能避免光對電和電對光多餘的轉換過程,因此有機會將位元率提升到100Gbps以上。

目前許多國際知名公司,如元件公司Finisar、搜尋引擎Facebook、Google皆投入大量資源建置新的資料中心。這些新的資料中心未來的需求就是大幅地降低功率並提升速度;在有限的廠房空間,使用相同尺寸的模組,就能倍數提升位元率。舉例來說,現在Facebook已經開始朝向1.6Tbps、更甚是3.2Tbps廠房的方向發展,或甚至有可能完全走向多通道矽光子晶片的傳輸架構,藉此讓資料中心的位元率能夠大幅度地提升。

林恭如進一步說明,台灣現在有非常多的廠商從上游的材料元件到下游的模組廠都非常積極地布局矽光子技術應用領域。例如主動雷射晶片供應商聯亞,以及許多光電半導體的製造公司如晶元光電、穩懋等等;另外模組化的廠商包括光纖的藕合、封裝還有被動元件積體化的製造公司也不勝枚舉。上下游廠商面對市場新契機皆躍躍欲試,相當看好這個資料中心從非積體化架構走向全面積體化晶片架構的契機。

國立高雄科技大學電子系教授施天從也提到,矽光子及積體電路專案計畫由五個子計畫所組成。分別為:完成自製矽光子學各式元件的開發、建立自有元件資料庫;開發適於本矽光子晶片耦光的高功率DFB雷射二極體;研究適合的多通道調制器驅動積體電路、前置放大器積體電路;探討各式光纖對準效果及雷射晶粒耦光最佳化製程、完成模組化的1.6Tbps光發射及光接收引擎;探討PAM及OFDM調制技術以達到最佳化傳輸效果、並建置量測實驗室協助國內產學研各界。

矽光子及積體電路專案計畫以晶片的設計中心以及模組的測試中心為兩大開發主軸,所有團隊成員都以此為目標努力,林恭如表示希望在這個階段可以吸引更多業界有興趣的廠商透過此次研討會尋求研究上的合作和技術移轉的媒合,藉此幫助國內的廠商在光通訊關鍵元件與模組之技術能力急起直追,跟上國際技術發展的腳步。

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