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硅光子重大突破!我國首次成功點亮硅基芯片內部激光光源:突破電信號傳輸物理極限

來源: 責編: 時間:2024-10-08 09:03:41 136觀看
導讀 快科技10月7日消息,近日,湖北九峰山實驗室再次在硅光子集成領域取得里程碑式突破性進展。2024年9月,實驗室成功點亮集成到硅基芯片內部的激光光源,這也是該項技術在國內的首次成功實現。此項成果采用九峰山實驗

快科技10月7日消息,近日,湖北九峰山實驗室再次在硅光子集成領域取得里程碑式突破性進展。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

2024年9月,實驗室成功點亮集成到硅基芯片內部的激光光源,這也是該項技術在國內的首次成功實現。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

此項成果采用九峰山實驗室自研異質集成技術,經過復雜工藝過程,在8寸SOI晶圓內部完成了磷化銦激光器的工藝集成。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

該技術被業內稱為“芯片出光”,它使用傳輸性能更好的光信號替代電信號進行傳輸,是顛覆芯片間信號數據傳輸的重要手段,核心目的是解決當前芯間電信號已接近物理極限的問題。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

對數據中心、算力中心、CPU/GPU芯片、AI芯片等領域將起到革新性推動作用。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

基于硅基光電子集成的片上光互連,被認為是在后摩爾時代突破集成電路技術發展所面臨的功耗、帶寬和延時等瓶頸的理想方案。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

而業界目前對硅光全集成平臺的開發難的挑戰在于對硅光芯片的“心臟”,即能高效率發光的硅基片上光源的開發和集成上。該技術是我國光電子領域在國際上僅剩不多的空白環節。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

九峰山實驗室硅光工藝團隊與合作伙伴協同攻關,在8寸硅光晶圓上異質鍵合III-V族激光器材料外延晶粒,再進行CMOS兼容性的片上器件制成工藝,成功解決了III-V材料結構設計與生長、材料與晶圓鍵合良率低,及異質集成晶圓片上圖形化與刻蝕控制等難點。經過近十年的追趕攻關,終成功點亮片內激光,實現“芯片出光”。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

硅光子重大突破!我國首次成功點亮硅基芯片內部激光光源:突破電信號傳輸物理極限九峰山實驗室8寸硅基片上光源芯片晶圓YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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由于在單個芯片上增加晶體管密度這條路徑越來越難,于是業界開辟出新思路,將多個芯粒封裝在同一塊基板上,以提升晶體管數量。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

在單個封裝單元中芯粒越多,它們之間的互連就越多,數據傳輸距離也就越長,傳統的電互連技術迫切需要演進升級。與電信號相比,光傳輸的速度更快、損耗更小、延遲更少,芯片間光互聯技術被認為是推動下一代信息技術革命的關鍵技術。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

隨著人類對信息傳輸和處理的要求越來越高,“摩爾定律”驅使下的傳統微電子技術也已經很難解決芯片在功耗、發熱、串擾等方面出現的問題。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

而通過光電異質集成技術可實現芯片間、芯片內的光互連,將CMOS技術所具備的超大規模邏輯、超高精度制造的特性與光子技術超高速率、超低功耗的優勢融合起來,把原本分離器件眾多的光、電元件縮小集成到一個獨立微芯片中,實現高集成度、低成本、高速光傳輸。光電異質集成技術可有效解決微電子芯片目前的技術瓶頸問題,也是目前信息產業實現超越摩爾技術路線的重要技術方向。YDp28資訊網——每日最新資訊28at.com

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