La capacità dimostrata consentirà il continuo ridimensionamento della densità di larghezza di banda e dell’efficienza energetica dei ricetrasmettitori basati sulla fotonica del silicio di prossima generazione, soddisfacendo i requisiti per le interconnessioni ottiche a breve distanza nei cluster di calcolo AI/ML ad alte prestazioni.
"Il programma di ricerca e sviluppo di I/O ottici di Imec mira a un ridimensionamento dirompente sia della densità di larghezza di banda che del consumo energetico delle interconnessioni ottiche integrate in silicio, che spesso presentano requisiti contrastanti", afferma Joris Van Campenhout di Imec, "il nostro nuovo filtro WDM a 32 canali consente Tbps- scala la larghezza di banda aggregata per fibra ottica utilizzando velocità di corsia individuale di soli 32 Gbps, consentendo un funzionamento del collegamento privo di errori senza elaborazione del segnale digitale assetata di energia. Sfruttando il suo ingombro compatto, le basse perdite ottiche e l’elevata efficienza di sintonizzazione della lunghezza d’onda, il filtro WDM dimostrato apre la strada alle interconnessioni ottiche su scala Tbps/mm con efficienze energetiche complessive di appena 1pJ/bit”.
Il continuo ridimensionamento delle interconnessioni ottiche è essenziale per ottenere ulteriori miglioramenti in termini di prestazioni ed efficienza nei cluster di calcolo AI/ML. La fotonica del silicio è una chiave la tecnologia piattaforma per l'integrazione economicamente vantaggiosa di ricetrasmettitori su scala Tbps, ma i severi requisiti di densità di larghezza di banda, efficienza energetica e latenza nelle interconnessioni di sistemi AI/ML richiedono miglioramenti sostanziali a livello di processo, dispositivo e circuito.
Ad esempio, l'aumento della larghezza di banda del collegamento aggiungendo più canali di lunghezza d'onda è generalmente associato a perdite ottiche significative e a una potenza di sintonizzazione eccessiva quando si utilizzano componenti integrati in silicio.
Combinando la capacità avanzata di modellazione del Si nella piattaforma fotonica al silicio da 300 mm di imec (iSiPP300) con design innovativi e altamente ottimizzati del risonatore ad anello Si e dei componenti interlacciatori, imec ha superato queste sfide, realizzando un filtro WDM con 32 lunghezze d'onda con spaziatura dei canali di 100 GHz nell'O -band, corrispondente alle specifiche dell'accordo multi-source CW-WDM (MSA).
Grazie all'attenta ottimizzazione del design, vengono mantenute basse perdite di inserzione ottica di circa 2 dB e livelli di diafonia migliori di 16 dB, anche con un numero così elevato di canali. Sfruttando il processo di sottosquadro del substrato Si locale di imec e i design ottimizzati del riscaldatore, l'efficienza di regolazione termo-ottica è tra i valori meglio riportati a 290 GHz/mW.
Vedi anche: Imec riduce le emissioni di litografia e acquaforte