近日,上海交大集成電路學院團隊成功打造非易失現場可編程微環陣列光收發芯片。
據悉,上海交通大學集成電路學院(信息與電子工程學院)周林杰教授團隊陸梁軍副教授和李雨副教授通過將低損耗相變材料Sb2Se3與硅基微環諧振器異質集成,首次實現了近零功耗“現場可編程”光收發芯片。
隨著人工智能(AI)應用對精度與性能的需求持續攀升,大語言模型的參數規模已突破萬億級別,其訓練所需的集群規模亦同步擴大。在此背景下,傳統XPU間有限的互連帶寬正逐漸成為制約算力釋放的關鍵瓶頸,提升互連帶寬的需求愈發迫切。
光互連技術憑借超大帶寬、極低損耗及低串擾等固有優勢,能夠構建更高帶寬密度與更低功耗的互連鏈路。其中,硅基光電子學因具備與CMOS工藝的兼容性及高集成度潛力,已成為光互連領域的核心研究方向。
相較于傳統的馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)型調制器,微環諧振器(MRR)具有尺寸緊湊、功耗低等特性,能夠滿足光I/O對高密度、低功耗互連的應用需求。然而,硅基MRR易受制造工藝偏差與環境溫度波動的影響,其商業化落地仍面臨顯著挑戰。
上海交大研究團隊打破學科壁壘,將材料科學領域的低損耗相變材料Sb2Se3引入到硅基光電子學,應用于硅基高速光收發芯片中,既解決了光學器件系統應用的難題,又拓展了相變材料在光電子領域的應用。
研究成功實現了低損耗相變材料Sb2Se3與硅基微環諧振器的異質集成,實現了高效的波長調諧和高速數據傳輸,有效解決了硅基微環收發芯片在系統應用中面臨的關鍵問題,為下一代高密度、低功耗光互連芯片的研發提供了可靠解決方案。
(文章來源:上海交通大學集成電路&信電學院)