Angesichts der zunehmenden Skalierung der Cloud-Infrastruktur und der Beschleunigung von KI-Workloads sehen sich Rechenzentren mit einer beispiellosen Nachfrage nach deutlich h?herer Bandbreite bei gleichzeitig gr??erer Energieeffizienz konfrontiert. W?hrend die Rechenleistung rasant zunimmt, hat sich der Systemengpass auf die optischen Verbindungen und Transceiver verlagert, die diese Systeme miteinander verbinden.
Um gr??ere Reichweiten, eine h?here Bandbreitendichte und einen geringeren Energieverbrauch pro Bit zu erreichen, ist nun ein grundlegender Wandel in der Architektur optischer Module ¨C und der Technologien, die diese erm?glichen ¨C erforderlich.
F¨¹hrend bei 200G/¦Ë: ÌÇÐÄÊÓƵs skalierbare Siliziumphotonik und leistungsstarke SiGe
Rechenzentren sto?en rasch an die Grenzen elektrischer Verbindungen, wodurch Siliziumphotonik der einzige skalierbare Weg in die Zukunft ist. Durch die Erm?glichung h?herer Datenraten pro Lambda (¦Ë), optischer I/Os und packaging-bewusster Integration definieren die Siliziumphotonik-L?sungen von ÌÇÐÄÊÓƵ neu, wie Bandbreite in Scale-up- und Scale-out-Architekturen der n?chsten Generation skaliert wird.
Die Siliziumphotonik-Technologien von ÌÇÐÄÊÓƵ bieten die Reichweite, Bandbreitendichte und Energieeffizienz, die erforderlich sind, um den ?bergang der Branche zu 200G/¦Ë und dar¨¹ber hinaus zu unterst¨¹tzen. In Kombination mit qualifizierten 300-mm-Fertigungs- und Wafer-Level-Testkapazit?ten bietet ÌÇÐÄÊÓƵ eine skalierbare, flexible und serienreife Plattform, die darauf ausgelegt ist, mit zuk¨¹nftigen Datenraten und fortschrittlichen Verpackungsarchitekturen mitzuwachsen ¨C mit folgenden Funktionen:
- ±«²Ô³Ù±ð°ù²õ³Ù¨¹³Ù³ú³Ü²Ô²µ von 200 G/¦Ë PAM4 ¨C eine Grundvoraussetzung f¨¹r skalierbare 1,6-T-Transceiver
- Zahlreiche Modulatoroptionen f¨¹r Hochgeschwindigkeits-Senderarchitekturen, darunter Mach-Zehnder, MicroRing und RAMZI
- Hochgeschwindigkeits-Fotodetektoren f¨¹r eine verbesserte Empf?ngerleistung
- Integration von Siliziumnitrid-Wellenleitern (SiN) und Spotgr??enwandlern f¨¹r power h?here optische power, verbesserte Kopplungseffizienz und langfristige Zuverl?ssigkeit
- ±«²Ô³Ù±ð°ù²õ³Ù¨¹³Ù³ú³Ü²Ô²µ sowohl f¨¹r V-Nut-Fasern als auch f¨¹r Standard-Kantenkopplungsfasern
- 2,5D/3D-Integration auf Basis von Through-Silicon-Vias (TSV) zur Verk¨¹rzung der elektrischen Pfade, zur Senkung power zur Realisierung von Optiken in unmittelbarer N?he des Geh?uses sowie in einem gemeinsamen Geh?use bei 1,6 T
Dar¨¹ber hinaus ist Siliziumgermanium (SiGe) nach wie vor ein entscheidender Faktor f¨¹r die Entwicklung leistungsstarker optischer Transceiver ¨C es bildet die Grundlage f¨¹r die Analog- und Mixed-Signal-Elektronik, die optische Signale sendet und empf?ngt.
Nachdem ÌÇÐÄÊÓƵ mit seiner SiGe8XP-Technologie branchenf¨¹hrende 100G/¦Ë-Implementierungen erm?glicht hat, ist das Unternehmen nun bestens aufgestellt, um mit seinen zus?tzlichen leistungsstarken SiGe ¨C darunter 9HP+ ¨C den ?bergang zu 200G/¦Ë anzuf¨¹hren. SiGe von ÌÇÐÄÊÓƵ setzt neue Ma?st?be bei der HBT-Leistung und bietet ft/fmax von 340/410 GHz sowie eines der branchenweit umfassendsten BiCMOS-Angebote. Die Kombination aus Hochgeschwindigkeits-HBTs, fortschrittlicher CMOS-Integration, verlustarmer Metallisierung und Hochspannungs-LDMOS macht sie zur Technologie der Wahl f¨¹r die leistungsst?rksten optischen Transceiver von heute. ?ber die reine Transistorgeschwindigkeit hinaus bietet SiGe entscheidende Vorteile auf Systemebene:
- H?here Integrationsdichte f¨¹r kompakte, thermisch effiziente Designs
- Ein umfangreiches Portfolio an Pr?zisions-Passivkomponenten, darunter Metallwiderst?nde, MIM-Kondensatoren und ?bertragungsleitungen
- Branchenf¨¹hrende PDK-Infrastruktur und Ger?temodelle, die den Abschluss des Entwurfs beschleunigen und die Anzahl der Entwurfsiterationen reduzieren
Zusammen erm?glichen diese Funktionen den Entwicklern, die strengen Anforderungen power und Bandbreite sowie die hohen Anforderungen an die Bauform der 200G/¦Ë-Generation zu erf¨¹llen.
Ein einheitlicher Weg von der Optik zur Elektronik: Kointegration von Siliziumphotonik und SiGe SiGe
ÌÇÐÄÊÓƵ erm?glicht als einziges Unternehmen die Kointegration von Siliziumphotonik und SiGe und bietet damit eine optimierte End-to-End-L?sung, die Optik, elektrische ICs und fortschrittliche Verpackungstechnologien umfasst. Dieser umfassende Ansatz reduziert die Systemkomplexit?t, verbessert die Skalierbarkeit und erm?glicht es Kunden, die St?rken beider Technologien zu nutzen ¨C wodurch die Geschwindigkeit, power und Integration erreicht werden, die erforderlich sind, um die heutigen architektonischen Einschr?nkungen zu ¨¹berwinden.
Den Weg zu 400G/¦Ë ebnen ¨C mit Photonik der n?chsten Generation und fortschrittlichem SiGe
Um 400G/¦Ë und mehr zu erm?glichen, m¨¹ssen die Grenzen herk?mmlicher Modulatoren ¨¹berwunden werden. Da bekannt ist, dass Silizium allein jenseits von 200G/¦Ë vor wachsenden Herausforderungen stehen wird, erweitert ÌÇÐÄÊÓƵ weiterhin die Grenzen des Siliziums und erforscht gleichzeitig neuartige Materialien. Dazu geh?rt eine Strategie, die sich auf die hybride und heterogene Integration von Materialien mit hohem Pockels-Effekt ¨C wie D¨¹nnschicht-Lithiumniobat (TFLN), Bariumtitanat (BTO) und fortschrittliche elektrooptische Polymere ¨C direkt auf unsere Silizium-Photonik-Plattform konzentriert, um einen Betrieb mit ultrahoher Bandbreite (>100 GHz) bei niedrigerer Ansteuerspannung zu erm?glichen.
ÌÇÐÄÊÓƵ hat zudem CBIC eingef¨¹hrt, die branchenweit erste SiGe , um den Sprung auf 400G/¦Ë zu unterst¨¹tzen. Durch die Kombination von SiGe mit einer flexiblen CMOS-Integration erm?glicht CBIC neue powerTransceiver-Architekturen, die f¨¹r extreme Bandbreitenanforderungen optimiert sind ¨C mit folgenden wesentlichen Vorteilen:
- Branchenf¨¹hrender NPN-Transistor mit ft/fmax > 400 GHz f¨¹r verbesserte analoge Leistung
- ±«²Ô³Ù±ð°ù²õ³Ù¨¹³Ù³ú³Ü²Ô²µ f¨¹r innovative Verst?rkertopologien, die eine hohe Verst?rkung bei hoher Bandbreite bei deutlich geringerem power bieten
- Ein modularer Ansatz, der es Kunden erm?glicht, Kosten, Leistung und Integration auf bestimmte Klassen optischer Module abzustimmen
Ausblick: Die Zukunft optischer Systeme gestalten
Da sich die optischen Daten¨¹bertragungsraten in Richtung Multi-Terabit-Architekturen entwickeln, gewinnen Innovationen in den Bereichen Siliziumphotonik, SiGe fortschrittliche Verpackungstechnologien zunehmend an Bedeutung. Um dies zu erm?glichen, konzentriert sich die Roadmap von ÌÇÐÄÊÓƵ auf die weitere Leistungssteigerung von HBT-Technologien und fortschrittliche 3D-Integration, um eine engere gemeinsame Verpackung von optischen und elektrischen Komponenten zu erm?glichen.
Auf der Grundlage einer bew?hrten Basis und einer klaren Strategie hat sich ÌÇÐÄÊÓƵ zum Ziel gesetzt, die Entwicklung optischer Verbindungstechnologien voranzutreiben, die das n?chste Jahrzehnt der Cloud- und KI-Infrastruktur pr?gen werden.
M?chten Sie mehr erfahren? Treffen Sie SiGe von ÌÇÐÄÊÓƵ f¨¹r Siliziumphotonik und SiGe auf der OFC und besuchen Sie uns am Stand Nr. 817, um zu erfahren, wie wir die n?chste Generation der optischen Konnektivit?t erm?glichen.
Radhika Arora, Vizepr?sidentin und Gesch?ftsf¨¹hrerin f¨¹r steckbare Siliziumphotonik
Kyra Ledbetter, Produktmanagerin f¨¹r HF-Produkte
Arvind Narayanan, Leiter der SiGe Produktlinie
