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行業動態
英特爾成功研制硅激光器七年后混合硅技術是否準備取代磷化銦光子芯片
發布時間 : 2016-08-27 瀏覽次數 : 5399

來源: OFweek 激光網導讀: 這種基于硅片的激光技術可使光子學更廣泛地應用于計算機中,因為采用大規模硅基制造技術能夠大幅度降低成本。該器件利用了 III-V 族半導體的發光特性,并運用成熟的 CMOS 工藝在硅晶圓上制作激光器,從而為制造廉價的量產型硅制光學器件開啟了大門。

OFweek激光網訊:英特爾公司是全球最大的半導體芯片制造商,它成立于1968年,具有44年產品創新和市場領導的歷史。1971年,英特爾推出了全球第一個微處理器。微處理器所帶來的計算機和互聯網革命,改變了整個世界。

英特爾公司,即是源于前身仙童半導體公司發展而來。仙童公司創始人威廉·肖克利是1956年諾貝爾物理學獎獲得者, 因發明晶體管而改變了科技歷史,獲得1956年諾貝爾物理學獎。

最新混合硅激光器技術

今年4月,英特爾公司CTO賈斯汀(Justin Rattner)在北京舉行的英特爾信息技術峰會上通過視頻首次公開演示了面向數據中心、速度達100Gbps的全面集成硅光電模塊的運行狀況。這是全球唯一一個采用混合硅激光器的模塊。賈斯汀透露,這一模塊將實現量產。標志著硅光子技術的產業化取得了具有應用意義的重要突破。

世界上首個采用標準硅工藝制造的電力混合硅激光器

所謂硅光子技術就是將光模塊集成到傳統的硅基芯片中,利用芯片的生產工藝和封裝技術大規模生產光電模塊,從而實現芯片間的光傳輸。它被認為將帶來信息技術的又一次革命。而在這一新的技術革命浪潮中,以英特爾為代表的美國企業再一次走在了世界的前列。由于硅材料更適合電路傳輸而不是光波,因此通過硅產生激光尤其是連續的激光是一件非常困難的事情,要實現產業化,更需要解決一系列高難度的技術問題。

硅被廣泛用于數碼電子產品的大批量生產,也用于光的路由、探測、調制和放大,但它并不能有效發光。另一方面,基于磷化銦的激光器被普遍用于電信設備,但需要逐一進行組合和校準。這相對于計算機產業大批量、低成本的制造需求,仍顯得過于昂貴和費時。

混合硅激光含有獨特設計,當硅波導容納和控制激光時,其采用的磷化銦材料可以產生光并把它擴大。制造這種設備的關鍵是用低溫的氧等離子體(帶電荷的氧氣)在這兩種材料表面都形成一層薄氧化膜(大約25個原子的厚度)。

當加熱的同時在材料兩側加壓,兩種材料上的氧化膜就像玻璃粘合劑一樣熔合,從而將兩種材料熔合到一個單一芯片中。給磷化銦施加電壓,它產生的光會通過這層像玻璃粘合劑一樣的氧化膜進入硅片中的波導。波導容納并控制光,形成混合硅激光。波導的設計對混合硅激光器的性能和激光的波長至關重要。

實際上,英特爾從上世紀90年代中期就開始開發硅光子技術,是全球最早開始研發硅光子技術的企業之一,但在很長一段時間內都沒有太大的進展。2004年,英特爾研究人員首次展示了帶寬超過1GHz的硅激光調制器,比此前硅基調制記錄快了近50倍。2005年,他們才宣布開發成功全球第一套能驅動連續光波的硅組件激光技術,直到2006年才開發成功全球首個混合硅激光器。


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