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近日，英特爾宣布推出了一種完全集成在硅晶圓上的八波長(zhǎng)分布式反饋(DFB)激光陣列，其輸出功率均勻度為±0.25分貝(dB)，波長(zhǎng)間距均勻度為±6.5%，參數(shù)性能均超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
該公司表示，通過使用相同的光刻技術(shù)，在嚴(yán)格的過程控制下制造300mm硅晶圓，這一創(chuàng)新標(biāo)志著在大容量CMOS晶圓廠的激光制造能力的重大飛躍。該技術(shù)在保證光源波長(zhǎng)分離一致的同時(shí)，保證了輸出功率的均勻性，滿足了光計(jì)算互連和密集波分復(fù)用(DWDM)通信的要求。
這是英特爾研究院在集成光電研究領(lǐng)域取得的又一重大進(jìn)展，或?qū)橄乱淮怆姽卜庋b和光互連器件的量產(chǎn)提供一條清晰的路徑。
值得一提的是，最新的使用密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的共封裝光學(xué)解決方案，展現(xiàn)了在增加帶寬的同時(shí)顯著縮小光子芯片尺寸的前景。然而，英特爾指出，要生產(chǎn)具有均勻波長(zhǎng)間距和功率的DWDM光源仍然非常困難。
這些激光陣列需要三個(gè)組成部分：第一個(gè)是增益，以及提供分布式反饋的III-V元件。其次是III-V結(jié)構(gòu)的泵。第三個(gè)部分是光柵結(jié)構(gòu)，它定義了激光器的波長(zhǎng)及其節(jié)距波長(zhǎng)輸出。
據(jù)介紹，八波長(zhǎng)DFB激光陣列的制造，采用了與批量生產(chǎn)光收發(fā)器相同的工藝。具體而言，在這項(xiàng)研究中英特爾使用了先進(jìn)的光刻技術(shù)，以在III-V族晶圓鍵合制程前完成硅片中波導(dǎo)光柵的配置。與在3英寸或4英寸III-V晶圓廠制造的傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器相比，這種技術(shù)帶來了更好的波長(zhǎng)均勻性。此外，由于激光器的緊密集成，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，陣列也能保持其通道間距。
英特爾表示，這一進(jìn)步將使光源的生產(chǎn)具有未來大容量應(yīng)用所需的性能，如共封裝光學(xué)和光計(jì)算互連等方面。它將用于新興的網(wǎng)絡(luò)密集型工作負(fù)載，包括人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)。使用光互連的下一代計(jì)算輸入/輸出(I/O)，可以為未來這些高帶寬工作負(fù)載的極端需求而量身定制。
據(jù)悉，該激光器陣列基于英特爾的300mm硅光子學(xué)制造工藝，具有大規(guī)模制造和廣泛部署的潛力。該技術(shù)的許多方面正經(jīng)由英特爾的硅光子學(xué)產(chǎn)品部(Silicon Photonics Products Division)落地實(shí)施，作為未來光計(jì)算互連芯片式產(chǎn)品的一部分。英特爾表示，即將推出的產(chǎn)品將提供低功耗、高性能、太比特每秒(multi-terabits per second)的計(jì)算資源之間的互連，包括CPU、GPU和內(nèi)存。
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