Rozwój optycznych technologii krzemowych

Editor: Adam Wesolowski

Nowe plany rozwojowe GlobalFoundries mają sprostać ekspresowo rosnącym wymaganiom związanym z rozwojem systemów komunikacyjnych w centrach danych.

GlobalFoundries przedstawiło szczegóły dotyczące planów rozwojowych związanych z technologiami optyki krzemowej (‘Silicon Photonics’ - SP). Chodzi o stworzenie nowoczesnych światłowodowych systemów komunikacyjnych i połączeniowych dla centrów danych oraz serwerów oferujących usługi w chmurze. Mowa tu o nowej generacji tego typu rozwiązań.

Obecnie wykorzystywane są procesy 90 nm, z wykorzystaniem wafli krzemowych 300 mm. Ujawniono jednak, że już niedługo firmy przejść mają na technologię 45 nm, pozwalając na osiąganie jeszcze większej przepustowości przy zmniejszonym zużyciu energii.

Jak zapewnia producent, dzięki nowoczesnym zintegrowanym technologiom optycznym możliwe jest bardzo wyraźne poprawienie przepustowości łączy przesyłowych. Technologie od GF projektowane są z myślą o obsłudze ogromnych ilości danych transmitowanych w całej nowoczesnej globalnej infrastrukturze sieciowej.

Zastąpienie miedzianych połączeń elektrycznych światłowodowymi przynosi wiele korzyści. Dane mogą być przesyłane szybciej i dalej z wykorzystaniem pojedynczego przewodu, a przy tym, dzięki zmniejszonym stratom przesyłowym, w ogólnym rozrachunku zużywa się mniej energii.

Jak mówi Mike Cadigan z GF: ’Zapotrzebowanie na większą przepustowość rośnie z każdą chwilą, niczym eksplozja. Jest to jednak także siła napędowa w opracowywaniu nowych rozwiązań komunikacyjnych, w tym połączeń z wykorzystaniem światła.[...] Technologie optyki krzemowej od GF są w stanie dostarczyć klientom bezprecedensowy poziom połączenia, umożliwiającego przesyłanie naprawdę ogromnych ilości danych w krótkim czasie, nawet na odległości sięgające setek mil’ - dodaje.

Optyczne technologie krzemowe (SP) od GF integrują w sobie malutkie elementy optyczne umieszczone tuż obok wydajnych elementów elektrycznych w ramach jednego scalaka. To monolityczne podejście ma nieść ze sobą wiele wymiernych korzyści. Jednym z nich jest możliwość wykorzystywania normalnych technik produkcyjnych, jakie stosuje się w przypadku układów krzemowych, umożliwiając poprawienie efektywności i obniżenie kosztów produkcji.

Obecnie w technologii SP wykorzystuje się wspomniany proces 90 nm RF SOI, czyli ten sam który wykorzystuje się do tworzenia światowej klasy układów RF. Układy zbudowane w oparciu o te technologie umożliwiają osiąganie świetnych parametrów. Pracować mogą z wykorzystaniem pasma 30 GHz, oferując przepustowość na poziomie 800 Gbps, przy przesyłaniu danych na odległość 120 km.

Niedawno nastąpiła zmiana wykorzystywanych wafli krzemowych: zamiast krążków 200 mm stosuje się obecnie te o średnicy 300 mm. Co daje ta zmiana? Przede wszystkim możliwa jest efektywniejsza produkcja układów. Dodatkową zaletą okazało się zredukowanie strat przesyłowych, umożliwiając tworzenie bardziej wydajnych systemów optycznych.

Już niedługo, układy SP od GF produkowane będą z wykorzystaniem nowocześniejszej technologii, czyli 45 nm RF SOI, której ostateczne wdrożenie ma nastąpić w 2019 roku. Jak zapewnia producent, technologia ta umożliwi wyraźne zredukowanie zużycia energii, zmniejszenie układów i jego elementów, a także ogromne zwiększenie przepustowości transceivera optycznego. Wszystko to w ramach technologii SP nowej generacji, choć GF jeszcze nie chwali się konkretnymi liczbami.