硅光技術(shù)重大突破！國(guó)內(nèi)首款2Tb/s三維集成硅光芯粒成功出樣

5月11日消息 據(jù)國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心公眾號(hào)消息，近日，國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心（NOEIC）和鵬城實(shí)驗(yàn)室的光電融合聯(lián)合團(tuán)隊(duì)完成了2Tb/s硅光互連芯粒（chiplet）的研制和功能驗(yàn)證，在國(guó)內(nèi)首次驗(yàn)證了3D硅基光電芯粒架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了單片最高達(dá)8×256Gb/s的單向互連帶寬。

據(jù)了解，團(tuán)隊(duì)在2021年1.6T硅光互連芯片的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步突破了光電協(xié)同設(shè)計(jì)仿真方法，研制出硅光配套的單路超200G driver和TIA芯片，并攻克了硅基光電三維堆疊封裝工藝技術(shù)，形成了一整套基于硅光芯片的3D芯粒集成方案。

2Tb/s 硅基3D集成光發(fā)射芯粒

2Tb/s 硅基3D集成光接收芯粒

硅光互連芯粒的側(cè)向顯微鏡結(jié)構(gòu)

該方案充分利用了硅光與CMOS封裝工藝兼容的特點(diǎn)，相比于傳統(tǒng)wirebond方案，3D芯粒能解決電芯片與光芯片間高密度、高帶寬電互連的困難，顯著降低射頻信號(hào)在光-電芯片互連過(guò)程中的嚴(yán)重衰減。經(jīng)系統(tǒng)傳輸測(cè)試，8個(gè)通道在下一代光模塊標(biāo)準(zhǔn)的224Gb/s PAM4光信號(hào)速率下，TDECQ均在2dB以?xún)?nèi)。通過(guò)進(jìn)一步鏈路均衡，最高可支持速率達(dá)8×256Gb/s，單片單向互連帶寬高達(dá)2Tb/s。

8×224Gb/s硅基光發(fā)射芯粒輸出眼圖

據(jù)透露，該工作充分展現(xiàn)了3D集成硅光芯粒的優(yōu)越互連性能，以及聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)先自主研發(fā)水平。成果將廣泛應(yīng)用于下一代算力系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心所需的CPO、NPO、LPO、LRO等各類(lèi)光模塊產(chǎn)品中，為國(guó)內(nèi)信息光電子技術(shù)的率先突圍探索出可行路徑。

硅光已經(jīng)是目前全球光模塊市場(chǎng)的主流技術(shù)之一。LightCounting此前預(yù)計(jì)，使用基于SiP的光模塊市場(chǎng)份額將從2022年的24%增加到2028年的44%。

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