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英特爾實驗室嚴控8波長激光數組

（2025年1月29日更新）

英特爾實驗室宣布，它在整合光子研究方面取得了重大進展，這是提高數據中心操作芯片和整體網絡通信帶寬之間的下一個技術領域。最新研究以行業領先步伐的多波長集成光學為特征，包括8波長分布式反饋，顯示一個全面集成到硅晶圓（DFB）激光數組，提供非常好的±0.25分貝（dB）輸出功率均勻，超出行業規范±6.5%波長間距均勻。

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英特爾實驗室高級技術總監榮海生表示，這項新研究顯示了匹配輸出功率和均勻高密度波長間距的可能性。更重要的是，它可以通過英特爾晶圓廠現有的制造和工藝控制來完成，為下一代連接光學和光學操作的大規模制造提供了明確的方向。

這一進展可以為未來的來大量應用所需的光源，如人工智能（AI）和機器學習（ML）等待新興網絡密集工作負荷的共同包裝光學和光學操作連接。激光數組由英特爾的12英寸硅光子制造，為未來的大規模制造和廣泛部署做好了準備。

Gartner據估計，硅光子占所有高帶寬數據中心通信頻道的比例將從2020年的不到5%提高到2025年的20%以上，整體潛在市場規模將達到26億美元。對低功耗、高帶寬和更高速度數據傳輸的需求正在增長，以支持數據中心和其他進一步應用。

光連接從20世紀80年代開始取代銅線，因為通過光纖進行的光傳輸提供了高帶寬的固有特性，這與通過金屬線進行的電脈沖傳輸不同。從那時起，隨著零件尺寸和成本的降低，該技術變得更加高效，并在過去幾年中取得了突破。一般來說，這種情況發生在交換器、數據中心和其他高效的計算環境中。

隨著電氣互連效率的逐漸接近，集成相鄰的芯片電路和光學元件，可以提高能源效率，達到更遠的連接距離，確保輸入/輸出（I/O）接口的未來。這些光子技術是通過英特爾工廠現有的工藝技術實現的，具有大規模制造有利于降低成本的優勢。

最近使用高密度波長分波多任務（DWDM）該技術的共同包裝光學解決方案證實了光學芯片的物理尺寸以大大降低光學芯片的物理尺寸。然而，到目前為止，制造了波長間距均勻性和功耗DWDM光源仍然很困難。

這一新突破保證了光源具有一致的波長分離，并保持了均勻的輸出功率，從而滿足了光學操作的互連性DWDM通信的要求之一。使用光學互連的次代操作I/O，為未來提供高帶寬AI和ML量身定制工作負荷的極端需求。

這款8波長DFB英特爾的商用12英寸混合數組（hybrid）設計制造硅光子平臺，也用于制造大規模生產的光學收發器。這一創新是大量生產互補金屬氧化物半導體（CMOS）在晶圓廠中，其雷射制造能力取得了重大進展，采用了與制造12英寸硅晶圓相同的微影技術和嚴格的工藝控制。

在這項研究中，英特爾利用先進的微影技術在硅中定義了三五族晶圓接合工藝（waveguide grating）。與傳統的3英寸或4英寸的半導體雷射相比，該技術實現了更好的波長均勻性。此外，由于雷射的緊密集成，該組也可以在環境溫度變化時保持通道間距。

作為硅光子技術的先驅，英特爾致力于開發解決方案，以滿足網絡基礎設施日益增長的更高效、更豐富的資源需求。此外，作為未來光學操作的小芯片（chiplet）在產品的一部分，8波長集成雷射數組技術的許多方面都在英特TXC代理硅光子產品部實施。即將推出的產品可以在CPU、GPU在內存和其他運算資源之間，提供能源效率和高效率Tb/s互接。整合雷射數組是實現緊湊、成本效益的解決方案，也是支持大規模生產、制造和部署不可或缺的一部分。