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英特尔成功研制硅激光器七年后混合硅技术是否准备取代磷化铟光子芯片

2013-08-29 11:48
老猫
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  英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商,它成立于1968年,具有44年产品创新和市场领导的历史。1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器。微处理器所带来的计算机和互联网革命,改变了整个世界。

  英特尔公司,即是源于前身仙童半导体公司发展而来。仙童公司创始人威廉·肖克利是1956年诺贝尔物理学奖获得者, 因发明晶体管而改变了科技历史,获得1956年诺贝尔物理学奖。

  最新混合硅激光器技术

  今年4月,英特尔公司CTO贾斯汀(Justin Rattner)在北京举行的英特尔信息技术峰会上通过视频首次公开演示了面向数据中心、速度达100Gbps的全面集成硅光电模块的运行状况。这是全球唯一一个采用混合硅激光器的模块。贾斯汀透露,这一模块将实现量产。标志着硅光子技术的产业化取得了具有应用意义的重要突破。

  世界上首个采用标准硅工艺制造的电力混合硅激光器

  所谓硅光子技术就是将光模块集成到传统的硅基芯片中,利用芯片的生产工艺和封装技术大规模生产光电模块,从而实现芯片间的光传输。它被认为将带来信息技术的又一次革命。而在这一新的技术革命浪潮中,以英特尔为代表的美国企业再一次走在了世界的前列。由于硅材料更适合电路传输而不是光波,因此通过硅产生激光尤其是连续的激光是一件非常困难的事情,要实现产业化,更需要解决一系列高难度的技术问题。

  硅被广泛用于数码电子产品的大批量生产,也用于光的路由、探测、调制和放大,但它并不能有效发光。另一方面,基于磷化铟的激光器被普遍用于电信设备,但需要逐一进行组合和校准。这相对于计算机产业大批量、低成本的制造需求,仍显得过于昂贵和费时。

  混合硅激光含有独特设计,当硅波导容纳和控制激光时,其采用的磷化铟材料可以产生光并把它扩大。制造这种设备的关键是用低温的氧等离子体(带电荷的氧气)在这两种材料表面都形成一层薄氧化膜(大约25个原子的厚度)。

  当加热的同时在材料两侧加压,两种材料上的氧化膜就像玻璃粘合剂一样熔合,从而将两种材料熔合到一个单一芯片中。给磷化铟施加电压,它产生的光会通过这层像玻璃粘合剂一样的氧化膜进入硅片中的波导。波导容纳并控制光,形成混合硅激光。波导的设计对混合硅激光器的性能和激光的波长至关重要。

  实际上,英特尔从上世纪90年代中期就开始开发硅光子技术,是全球最早开始研发硅光子技术的企业之一,但在很长一段时间内都没有太大的进展。2004年,英特尔研究人员首次展示了带宽超过1GHz的硅激光调制器,比此前硅基调制记录快了近50倍。2005年,他们才宣布开发成功全球第一套能驱动连续光波的硅组件激光技术,直到2006年才开发成功全球首个混合硅激光器。

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