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光通信
2023/1/12 17:25

海光芯创孙旭:硅光技术赋能绿色数据中心

C114通信网  安迪

C114讯 1月12日消息(安迪)在由CIOE中国光博会与C114通信网联合推出的大型研讨会系列活动——“2023中国光通信高质量发展论坛”的硅光技术研讨会上,海光芯创光电科技股份有限公司技术总监孙旭博士发表了题为“硅光技术:赋能绿色数据中心”的主题演讲。

孙旭表示,绿色数据中心持续需求更低单位功耗的高速光模块技术,单通道速率的提升是降低整体功耗的最佳方案。2.5D封装可以满足200G/lane硅光芯片封装,同时有效减少传输路径损耗,提升能量效率。在200G/lane速率上,硅光在功耗和成本上具有技术优势;由于带宽限制,下一代1.6T/3.2T光模块需求更多的通道密度。硅光技术的更低功耗、共用半导体产业链资源、匹配先进封装等技术优势将助力绿色数据中心建设。

绿色数据中心,其实是在双减排目标下对数据中心的整体能源效率指标有了更加严苛的要求。孙旭指出,绿色数据中心对高速光模块的技术需求主要包括以下三个方面:

一是数据中心能源效率指标(PUE<1.4)需求光模块在速率不断的提升的同时,实现单比特功耗持续减少, 从30pJ/bit到10pJ/bit。

二是产业链生态集约、共享。例如光模块标准化、光电芯片Fabless制造模式、光电一体化集成、标准化封测技术等。

三是更高密度以及新型的模块形态。更高集成度,从QSFP到OSFP再到OSFP-XD;新型封装形态,从COBO到NPO再到CPO;更严苛的散热要求,10+W/cm2单位功耗密度。

“从网络设备中的功耗增长来看,高速光模块的功耗占有相当大的比例。多通道并行的传输方式无法满足单比特功耗降低的要求,而单通道速率的提升技术的发展,还有技术光器件的带宽明显遇到了一些技术瓶颈。”孙旭认为,硅光技术的更低功耗、共用半导体产业链资源、匹配先进封装等技术优势,将助力绿色数据中心建设。

据孙旭介绍,硅光模块的功耗优化方法包括:一是系统带宽优化,从100G/lane到200G/lane;二是DSP功耗优化,从DSP到DSP Lite再到Direct drive;三是先进封装(分立封装、混合集成、单片集成),能够提升电源芯片能量使用效率,同时减少传输路径损耗;四是耦合效率提升,减少激光器使用数量。

从硅光技术功耗优化的不同技术思路来看,孙旭指出,200G/lane高速调制器技术能够有效降低单比特功耗;薄膜铌酸锂能够共享硅光封装工艺,实现更低单比特功耗;2.5D/3D封装可满足更高速率、更低功耗的技术需求;同时,对于更高速率的光模块(1.6T、3.2T),由于器件带宽的提升面临着技术瓶颈,需求更高密度的光模块形态来实现。

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