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英特尔推动集成光电子的发展 这将用于数据中心

今天，在英特尔研究院开放日，英特尔强调了其行业领先的技术进步——向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.这些进步代表了光互连领域的关键进步，它们解决了电输入/输出(I/O)性能扩展的日益严峻的挑战。——目前，需要大量数据计算的工作负载已经淹没了数据中心的网络流量。英特尔展示了包括小型化在内的关键技术构件的几项进步，为光学和硅技术的更紧密集成奠定了坚实的基础。

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英特尔资深首席工程师，英特尔研究院PHY 研究实验室主任James Jaussi 表示：

“我们正在接近I/O电源墙和I/O带宽差距，这将严重阻碍性能扩展。英特尔在集成光电技术方面的快速进步将使行业能够重新想象由光连接的数据中心网络和架构。目前，我们已经在一个与CMOS芯片紧密集成的硅片平台上演示了所有关键的光学技术构件。我们对光子技术与CMOS硅片紧密集成的研究，可以系统地消除成本、能量、尺寸限制等方面的障碍，从而赋予服务器封装以光互连的革命性能力。”

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在数据中心，新的以数据为中心的工作负载每天都在增加。随着服务器之间数据移动的增加，它对当今的网络基础设施提出了新的挑战。该行业正在迅速接近电气输入/输出性能的实际极限。随着对计算带宽需求的不断增加，电气I/O的规模无法保持同步增长，从而形成“I/O功耗墙”，限制了计算操作可用的能量。通过将光互连I/O直接引入服务器和包，我们可以打破这一限制，使数据更高效地移动。

在今天的英特尔研究院活动中，英特尔展示了在关键技术构建模块方面,取得的巨大进步，这些构件是英特尔集成光电研究的基础。这些技术的构建模块包括光产生、放大、检测、调制、互补金属氧化物半导体(CMOS)接口电路和封装集成，这些对于实现集成光电子非常重要。本次活动展示的样机将光子技术与CMOS技术紧密结合，是未来光子技术与核心计算芯片完全融合的概念证明。英特尔还展示了比传统组件小1000倍的微型环形调制器。长期以来，传统芯片调制器的大尺寸和高成本是将光学技术引入服务器封装的障碍，服务器封装需要集成一百个这样的器件。以上所有进展为硅光子的扩展应用奠定了基础，不局限于网络的上层，还包括未来的内部服务器和服务器封装。

构造模块关键技术包括：

微型环调制器（micro-ring modulators）：传统的芯片调制器占地面积太大，将其放置在集成电路封装中的成本非常高。英特尔开发的微环调制器将调制器的尺寸缩小了1000多倍，从而消除了将硅光子集成到计算封装中的主要障碍。

在全硅光电检测器（all silicon photo detector）：,几十年来，业界一直认为硅其实没有光探测功能。英特尔提交的研究结果证明情况并非如此。这个突破的好处之一就是成本更低。

集成半导体光学放大器：因为我们致力于降低总功耗，所以有必要集成半导体光放大器。该装置采用与集成激光器相同的材料实现。

集成多波长激光器（Integrated multi-wavelength lasers）：使用一种叫做波分复用的技术，这种技术可以利用同一束激光的不同波长，在同一束光束中传输更多的数据。这样，一根光缆就可以用来传输额外的数据，从而增加带宽密度。

集成：使用先进的封装技术将硅光子与CMOS芯片紧密集成，可以实现三大优势：(1)更低的功耗，(2)更高的带宽，(3)更少的引脚数。英特尔是唯一一家在与CMOS芯片紧密集成的单一技术平台上展示多波长激光器、半导体光放大器、全硅光电探测器和微环调制器集成的公司。这一研究突破为集成光电技术的拓展奠定了基础。

多年前，英特尔在让光作为连接技术的基础.制定了一个雄心勃勃的目标。此次活动中展示的集成光电技术研究是朝着这一目标取得的意义深远的进展。这项新的研究开辟了更多的可能性，包括更分散的未来架构，其中多个功能模块，如计算、内存、加速器和外设，将分布在整个网络中，并通过光学技术和软件在高速和低延迟链路中相互连接。

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