集成光子学(第1部分)

半导体工程坐下来讨论的状态集成光子学与Twan专题Korthorst CEO凤凰软件;Gilles Lamant,杰出的工程师节奏;比尔•德•弗里斯营销主管Lumerical解决方案;和布雷特Attaway EPDA应用解决方案的主管目标光子学,纽约州立大学理工学院。以下是摘录的谈话。

图1:光电面板。图片由布莱恩·贝利

SE:读者不积极工作在这一领域,你能提供一个简要的总结集成光子学对你意味着什么。

Korthorst:集成光子学已经存在了很长一段时间。今天主要是应用基于磷化铟长途电信系统。近年来,更多研发和产品开发投入集成光子学较短的距离——数据中心解决方案通信、创建的链接在哪里使用硅基材。的承诺能够创建集成在硅光子电路平台,对这一技术的兴趣不断增长。从成熟的角度来看,有许多应用程序的集成光子学在长途电信系统中,和我们所看到的是真实的产品数据中心。

Lamant:随着EDA供应商,我们开始听到几个主要客户大约两、三年前。他们要求我们帮助他们,他说“我们不能再继续做下去了,我们需要从实验室研究到生产和它与我们正常的设计团队。它达到了顶点,所要求的设计和设计管理团队,因为它需要集成,伤害。大公司提供网络设备需要得到这些东西,和他们有一个路线图三至一年的时间范围内,这将让我们今天。的需求是真实的,它是进入更多的领域。原始的应用程序通信,但是现在我开始看到人们做激光雷达,人们做传感器,和芯片上的实验室。它开始从工具的角度来看非常受通信。但在去年有扩大的基础,和它的扩大技术不只是硅和硅集成,但一个更广泛的范围与不同组件的集成。

德弗里斯:从我们的角度来看这是一个更大的增长领域,我们看到传统的光电公司扩展他们的能力。他们已经做了很多事情与光子学,我们已开始看到集成光子学成为一项新兴技术。我们已经看到过渡过去两到三年。它已从“构建一个更好的捕鼠器”的学术研究,他们试图找到许多不同的方式,他们如何构建一个调制器或照片探测器,“什么是最终的应用程序可以提供呢?对数据中心的光通信互连是大新的应用程序哪里有承诺,和许多大型组织获取技术能够商业化。这仅仅是开始,有很多地方会延长farther-deeper集成,我们将看到架构改变半导体器件的方式放在一起,它们之间的连接,在内存中处理,董事会层面的光学互连缓解带宽和功率限制。所有这些将由光子学和在新兴阶段。它是由长途光通信,这是高利润。公司开发的前沿技术,空间,使创新。现在正在利用你进入更margin-squeezed应用程序。

Attaway:我的一部分目的光子学研究所,这是试图标准化wafer-build技术,可用于多种用途。我们不是那些正在推动先进的关于过程技术,或“我能做什么如果我调整这些层过程?我们依靠过去的15年里已经到位的处理技术标准化配方。我们面临的挑战是如何种植的用户基础,并能够设计出使用这些技术。同样在另一个方向,试图理解世界的问题,如数据通讯,或传感,并帮助他们了解如何更好的解决方案可以会见了这项技术。随着行业而言,数据通讯领域已经运输大量的硅光子学。当你开始看数据中心的需求,你看到的需求越来越小的光子可以应用连接,这是有趣的领域,我们即将进入。这些都是利润率较低,较小型但销量更大的应用程序。将使更多的事情,这将是光电设计自动化。

Korthorst:很长一段时间,国家的艺术在这个技术是发展最好的组件——先进的激光调制器或照片探测器或过滤器。真正改变的是将这些片段在一起,而不是作为单独的组件在一个电路。结合组件和连接成一个完整的电路,完全光子或electro-photonic。这是额外的趋势在过去的几年里。

SE:看来,过去把事情”到“集成芯片和现在我们正在谈论”变成“芯片吗?

Korthorst:有几个技术,如集成在芯片上或集成在硅光具座,将它们集成到夹钳的片段。但是今天,这真的是一个传统的流的多层薄膜制造,印刷的所有设备在一个过程。

德弗里斯:我们开始看到转折点,从历史上看,“看我的调制器,看看它有多快或者我能做什么,”能够把这些看看调制的六个我现在可以实现的应用程序。长期是比较容易的一个。有各种复杂的相干调制方案和有许多组织正在开发这些复杂multi-hundred千兆接口。集成光子学中起作用,不是因为调制器更好而是从功能应用程序的角度来看,它是两个或三个非常有效的方法来实现功率/密度和成功使应用程序所需的所有东西。所以我们看到临界点的建筑技术的缘故,我建设达到的目标应用程序的商业约束我。长期是容易的,因为它是高利润率。有少数人能做到。这是非常专业的。现在是进入数据中心基础设施有数量级的体积,可以发货。成为非常引人注目的如果你能找出正确的方法。

Lamant让我给你举个例子光子学的一个新的应用程序的用法。如果你打开橱柜的模拟器,它都是纤维之间的机架。这甚至不是一个数据中心,但光有。

Attaway你使用这个词整合。这个词,“集成”这些功能值得一些定义,因为有多种类型的集成。考虑单片集成电路或异构集成,您可以分析事物的现状基础上的集成。这是驱动的工具集,EDA, PDA的工具集。关键是能量、速度、密度因素结合在一起。尺寸、重量和功率是另一种思考它。这些东西感兴趣驱动,这是推动生产组装这些东西,得到纤维带到正确的地方,准确,可靠性高。这些是由这些因素合在一起——集成。

SE:带宽或权力的主要驱动程序吗?

Korthorst:这两个和形式因素。如果你看一个数据中心,你有一个前板。通过该前板你需要连接纤维,和大小是有限的。纤维的数量,您可以附加是有限的。在后面的纤维是一种解决方案,限制带宽。通过前板为了得到更多的带宽,你想要更多的带宽的纤维。这是一个司机。另一方面,同时增加带宽,我们不想增加能耗。

Attaway:每一点能量下降。

Korthorst:主要原因是带宽。如果我们解决这个问题,那么你可以从内存分配cpu,从存储。但连接需要非常低的延迟。比铜光学是一个更好的解决方案。如果你比较距离的数量你可以旅行在铜与光学、光学获胜的数量级。这是推动创新周期。

Lamant:你可以链接到另一个专业术语,这是机器学习和大数据。当你看公司在做什么,他们必须将内存连接到处理器,唯一的方式来达到所需的带宽满足处理器是通过一个光学连接。带宽是一个很大的球员,是由数据的必要性。

Korthorst:CPU速度没有要了10年。我们都渴望今天的数据和总能源消费的4%是由数据中心使用。以每年7%的速度增长。如果你使计算和不做任何权力,然后10年后…Facebook、谷歌和亚马逊要求行业提供更好的解决方案。作为一个产业,我们尝试和交付,作为软件供应商,我们试着把这些公司设计方案的设计他们的下一代解决方案。

Attaway:这是当下。正在发生什么事。它将继续发展和变得更好。一些其他领域的边缘,可以很快高容量,将传感器arena-IoT传感器从医疗环境的观察。有很大的创新空间。

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