法國原子能委員會電子與信息技術實驗室（CEA-Leti）在歐盟COSMICC項目支持下，成功展示全封裝粗波分復用（CWDM）光收發(fā)器模塊,，每條光纖的數據傳輸速率為100Gb/s,，光電芯片上還集成有一個低功耗電芯片,。

項目支持

2015年12月，歐盟在“地平線2020”（H2020）啟動了為期3年的“以極低成本實現突破性互連的板級集成收發(fā)機的CMOS解決方案”（COSMICC）項目,，以實現硅光電收發(fā)機的大量商業(yè)化,，滿足數據中心和超級計算系統使用。（項目更多內容參閱于此）

COSMICC項目由CEA-Leti牽頭,，成員包括（1）產業(yè)界的意法半導體（ST）,、Vario-Optics、希捷（Seagate）,、菲尼薩（Finisar）,，（2）學術和機構的巴黎南大學、帕維亞大學,、南安普敦大學光學研究中心,、圣安德魯斯大學、科克技術學院,，（3）咨詢機構的Ayming,。

該項目已于2019年11月30日結束。

核心突破

據CEA-Leti表示,，關鍵的突破是在硅（Si）上開發(fā)寬帶和對溫度不敏感的氮化硅（SiN）多路復用組件,，在Si/SiN芯片上集成混合式Ⅲ-V/Si激光器，以及通過SiN和聚合物波導的新型高計數絕熱纖維耦合技術,。

研究成果

從意法半導體的硅光電集成平臺開始,，COSMICC項目已開發(fā)出可封裝的CWDM硅光電收發(fā)器，每條光纖的傳輸速率為100Gb/s,，可擴展至400Gb/s,，還實現了包括硅光子芯片及其電子控制芯片的3D封裝。

硅光電芯片集成了高性能50Gb/s NRZ光調制器和光電檢測器,，以及一個兩通道CWDM多路復用器和多路分解器,。控制電子器件已進行了優(yōu)化以限制能耗,，在50Gb/s數據速率下,，每個通道的功耗降至5.7pJ/bit。該硅光電收發(fā)器以50Gb/s的速率復用兩個波長,，滿足數據中心和超級計算機不斷增長的數據通信和降低能耗需求,。

項目已經在增強型SiN硅光子平臺上構建了支持更高數據速率數據中心互連的構建模塊庫，其中包括新型寬帶和無熱SiN器件及混合Ⅲ-V/Si激光器,。SiN對溫度的敏感性比硅低10倍,，通過消除溫度控制的需求，SiN能夠顯著降低收發(fā)器的成本和功耗,，從而有助于降低大型數據中心的熱量輸出和冷卻成本,。

COSMICC項目還開發(fā)了實現200Gb/s甚至更高傳輸速率所需的所有組成模塊，無需再對4個50Gb/s波長進行溫度控制并聚集大量光纖,。

價值和意義

該演示為技術的發(fā)展打開了道路,，該技術將降低成本、功耗和封裝復雜性,，并為達到每秒超過Tb/s的超高集合數據速率開辟了道路,。

負責該項目的CEA-Leti科學家SégolèneOlivier表示，研發(fā)50Gb/s速度的調制器和光電檢測器,，以及與控制電子設備的共同集成,，是一項突破，從而實現了低功耗100Gb/s收發(fā)器模塊,。新組成模塊對于解決低成本和低能耗的每秒千兆位收發(fā)器的需求至關重要,，以維持數據中心和高性能計算系統中數據流量的指數增長。COSMICC的技術將以傳統WDM收發(fā)器無法滿足的比特成本滿足巨大的市場需求,?！?/span>