Imec демонстрирует компактную длину волны

Недавно на Международной конференции по твердотельным схемам (ISSCC) 2015 года исследовательский центр наноэлектроники imec в сотрудничестве с Национальным институтом Тиндаля, Левенским университетом (KULeuven) и Гентским университетом продемонстрировал гибридный мультиплексор с разделением по длине волны (WDM) 4x20 Гбит/с. КМОП-кремниевый фотонный трансивер, открывающий путь к экономичным одномодовым оптоволоконным каналам высокой плотности.

Ожидается, что гибридные кремниевые фотонные КМОП-трансиверы, передающие и принимающие данные по одномодовому оптическому волокну, будут играть ключевую роль в подключении центров обработки данных следующего поколения. Используя существующую инфраструктуру производства КМОП и трехмерной сборки, гибридная платформа кремниевой фотоники КМОП обеспечивает высокую плотность интеграции и снижение энергопотребления, а также высокую производительность и низкую стоимость производства. В сочетании с возможностью мультиплексирования с разделением по длине волны можно создать одномодовые оптические приемопередатчики с высокой масштабируемостью, удовлетворяющие растущую потребность в полосе пропускания межсоединений в облачной инфраструктуре следующего поколения.

Кремниевый фотонный приемопередатчик CMOS компании Imec состоит из кремниевого фотонного (SiPh) чипа, флип-чипа, интегрированного с маломощным 40-нм CMOS-чипом. Чип SiPh, изготовленный на базе кремниевой фотонной платформы imec 25 Гбит/с (iSiPP25G), включает в себя массив из четырех компактных кольцевых модуляторов 25 Гбит/с, соединенных с общей волноводной шиной для обеспечения передачи WDM. На приемной стороне реализован кольцевой демультиплексирующий фильтр с низкими потерями (2 дБ) и разносом каналов 300 ГГц, который дополнительно подключен к массиву из четырех волноводных фотодетекторов Ge со скоростью 25 Гбит/с. И кольцевые модуляторы, и кольцевые фильтры WDM включают в себя высокоэффективные встроенные нагревательные элементы для настройки их резонансных длин волн на нужные каналы WDM. КМОП-чип включает четыре дифференциальных драйвера кольцевого модулятора 20 Гбит/с и четыре трансимпедансных усилителя 20 Гбит/с. 12-канальная одномодовая оптоволоконная матрица упаковывается в решетчатую решетчатую решетку на кристалле с использованием планарного подхода, разработанного в Национальном институте Тиндаля.

Безошибочная работа была продемонстрирована в эксперименте с обратной связью на скорости 20 Гбит/с для всех четырех каналов WDM, а также для двух каналов, работающих вместе. Динамическое энергопотребление трансивера, включая КМОП-драйвер и приемник, составляло менее 2 пДж/бит. Термическая настройка длин волн каналов WDM потребляла всего 7 мВт/нм на канал. Трансивер можно дополнительно масштабировать для увеличения пропускной способности за счет применения более совершенной технологии CMOS и добавления большего количества каналов WDM, что позволяет использовать оптические модули для 100GbE, 400GbE и выше для будущих межсоединений центров обработки данных.

Эта работа поддерживалась основной партнерской программой оптического ввода-вывода imec. Доступ к технологии iSiPP25G от Imec можно получить через Europractic, а услуги по упаковке Si Photonics можно получить через Национальный институт Тиндалла (Ирландия).

О Европрактике Сервис EUROPRACTICE IC предоставляет возможность проектирования и производства ASIC в пределах технической и финансовой досягаемости любой компании, желающей использовать ASIC. Служба EUROPRACTICE IC, предлагаемая IMEC и Fraunhofer, предлагает недорогое прототипирование ASIC и переход от мелкосерийного производства ASIC к крупносерийному производству посредством Multi Project Wafer (MPW) и специализированных циклов производства пластин. Для получения дополнительной информации посетите http://www.europractice-ic.com/.

О компании imec Imec проводит ведущие мировые исследования в области наноэлектроники и фотоэлектрики. Imec использует свои научные знания и инновационную мощь своих глобальных партнерств в области ИКТ, здравоохранения и энергетики. Imec поставляет актуальные для отрасли технологические решения. В уникальной высокотехнологичной среде лучшие специалисты международного уровня стремятся создать основу для лучшей жизни в устойчивом обществе. Штаб-квартира Imec находится в Левене, Бельгия, а офисы есть в Нидерландах, Тайване, США, Китае, Индии и Японии. В его штате более 2080 человек, включая более 670 промышленных резидентов и приглашенных исследователей. В 2013 году выручка imec (P&L) составила 332 миллиона евро. Для получения дополнительной информации посетите www.imec.be и www.imec.be/imecmagazine.