Материалы по тегу: фотоника

13.04.2019 [20:02], Геннадий Детинич

Intel штурмует вершины кремниевой фотоники: от трансиверов 400 GbE до интеграции в ASIC

На прошедшей неделе на мероприятии Interconnect Day компания Intel рассказала о текущих и будущих планах по штурму вершин кремниевой фотоники. В Intel плотно занимаются этой темой почти два десятилетия. Это то будущее, без которого будет невозможно дальнейшее развитие центров по обработке данных и, следовательно, обуздание растущих по экспоненте информационных потоков. Линии связи на основе меди (и металлических проводников вообще) не могут обеспечить требуемые в новых условиях дальность передачи, энергоэффективность и пропускную способность. Переход на оптические соединения частично решает эти проблемы, но настоящий прорыв обеспечит исключительно кремниевая фотоника ― интеграция на уровне кристалла кремниевых электронных цепей с полупроводниковыми лазерами и оптическими элементами.

tomshardware.com

tomshardware.com

В качестве небольшого отступления поясним, что для оптики в кремнии не нужны какие-то особенные прозрачные материалы и волноводы. Обычный кремний прозрачен для инфракрасного излучения. Полупроводниковые инфракрасные лазеры, волноводы, оптические разделители, мультиплексоры, сумматоры и другие дискретные элементы оптических трансиверов могут выпускаться в рамках классического техпроцесса КМОП, как и обычные чипы. Компания Intel, например, уже производит интегрированные элементы кремниевой фотоники в рамках 24-нм техпроцесса на 300-мм пластинах. За последние два года Intel продала свыше одного миллиона оптических приёмопередатчиков 100 GbE в исполнении QFSP28.

tomshardware.com

tomshardware.com

Новой продукцией компании станет приёмопередатчик 400 GbE: поставки стартуют в четвёртом квартале текущего года. Это решение содержит всего четыре высокоинтегрированных компонента, тогда как в случае использования дискретных оптических компонентов каждый трансивер пришлось бы собирать из десятков комплектующих, что сложнее, дороже и повышает уровень брака.

Пока оптические порты Intel 400 GbE будут опираться на четыре канала (лазера + обвязка) с пропускной способностью 100 GbE, но в дальнейшем компания планирует перейти на одноканальную реализацию приёмопередатчика. Добавим, что порт Intel 400 GbE обеспечит дальность передачи на 500 метров. Оптические порты на основе кремниевой фотоники с пропускной способностью 400 Гбит/с для дистанций 2 и 10 км выйдут позже.

tomshardware.com

tomshardware.com

Дальнейшее повышение скорости каналов до 1,6 Тбит/с потребует переноса приёмопередатчиков вплотную к коммутаторам (ASIC). Медь в этом случае не помощница от слова совсем. Решить проблему с потреблением, скоростью и задержками помогут только интегрированные в чип или в корпус ASIC блоки приёмопередатчиков на основе кремниевой фотоники. У компании Intel в этом богатейший опыт и она серьёзно рассчитывает на этот рынок.

tomshardware.com
tomshardware.com
Постоянный URL: http://servernews.ru/985802
10.07.2018 [16:48], Геннадий Детинич

Imec показал гибридный чип с FinFET-драйвером и кремниевой фотоникой

Как справедливо подметили в бельгийском исследовательском центре Imec, требования к пропускной способности между узлами в ЦОД растут экспоненциально. При этом необходимо если не снижать потребление интерфейсов, то хотя бы сдерживать его рост. Выходом из этого противоречия может стать так называемая кремниевая фотоника, когда на одном чипе с контроллером или процессором располагаются приёмопередающие модули оптической связи. Желательно также, чтобы всё выполнялось в одном техпроцессе, а также, чтобы этот техпроцесс был привычным и уже обкатанным на производстве.

Совместить все требования в одной разработке взялись специалисты всё того же центра Imec. Так, на днях на форуме Imec Technology Forum USA в Сан-Франциско был продемонстрирован гибридный чип, сочетающий CMOS-процесс с использованием FinFET-транзисторов и элементы оптических приёмопередатчиков с германиевыми фотодиодами. Опытное решение, выпущенное на «классическом» 300-мм производственном оборудовании Imec, продемонстрировало рекордные значения по минимальному потреблению при передаче данных по оптическому каналу на уровне 40 Гбит/с. В процессе передачи динамическое потребление чипа составило 230 фемтоджоулей/бит (фмДж/бит), а площадь интегральной схемы на кристалле составила всего 0,025 мм2. В перспективе, уверены в Imec, можно будет создавать сверхминиатюрные гибридные решения для передачи данных на скоростях в несколько Тбит/с на дальности от 1 до 500 и больше метров.

В представленной разработке дифференциальный драйвер с использованием FinFET спроектирован вместе с цепями и элементами кремниевой фотоники. В частности, с кольцевым модулятором передатчика 40 Гбит/с с оптической модуляцией NRZ (код без возвращения к нулю, максимально простое кодирование без синхронизации), динамическое потребление которого составило 154 фмДж/бит. Приёмник представлен схемой в виде трансимпедансного усилителя (trans-impedance amplifier, TIA) из элементов FinFET, согласованного с германиевым фотодиодом. Схема позволяет улавливать и определять оптический сигнал с последовательностью 40 Гбит/с с ожидаемой чувствительностью –10 дБм при потреблении 75 фмДж/бит.

Реализация гибридного чипа кремниевой фотоники Imec

Реализация гибридного чипа кремниевой фотоники Imec

В качестве эксперимента была продемонстрирована петля связи с использованием излучения 1330 нм по стандартному одномодовому волноводу с энергетическим запасом 2 дБ. В конечном итоге решение позволяет создать на кристалле гибридный модуль площадью 0,1 мм2 в конфигурации 4 × 40 Гбит/с со встроенной поддержкой температурной коррекции, что показывает возможность масштабировать решение до пропускной способности свыше 100 Гбит/с на одно волокно.

Постоянный URL: http://servernews.ru/972423
18.03.2018 [21:00], Геннадий Детинич

GlobalFoundries внедрила 90-нм техпроцесс для выпуска БИС с кремниевой фотоникой

Компания GlobalFoundries сообщила, что в США на заводе Fab 10 в Ист-Фишкилл (East Fishkill) успешно внедрён и квалифицирован для массового производства заказных БИС техпроцесс с нормами 90 нм с интеграцией в чипы элементов так называемой кремниевой фотоники. Кремниевая фотоника — это возможность встраивать в кристаллы обычных микросхем активные и пассивные элементы для обработки и передачи оптических сигналов. Решение получается монолитным, предельно компактным, достаточно дешёвым и позволяет существенно снизить потери сигнала при работе с оптикой.

Встроенный в вычислительную платформу оптический интерфейс в представлении Intel

Встроенный в вычислительную платформу оптический интерфейс в представлении Intel

Следует уточнить, что ранее на заводе Fab 10, который принадлежал компании IBM и был передан GlobalFoundries около двух лет назад, кремниевая фотоника выпускалась в опытных партиях на 200-мм кремниевых пластинах RF-SOI. Усилиями инженеров GlobalFoundries техпроцесс был адаптирован для производства на 300-мм пластинах RF-SOI, чему в мире нет аналогов. Тем самым значительно увеличен выход микросхем и снижена себестоимость производства, а значит, кремниевая фотоника получает шанс оказаться востребованной среди клиентов компании.

Размещение интегрированных элементов на кристалле одного оптико-электронного мультиплексора IBM

Размещение интегрированных элементов на кристалле оптико-электронного мультиплексора IBM

На следующем этапе для выпуска ASIC и SoC с кремниевой фотоникой GlobalFoundries начнёт внедрять 45-нм техпроцесс на 300-мм пластинах RF-SOI. Судя по предыдущим сообщениям, это будет техпроцесс, лицензированный у молодой компании Ayar Labs. Переход на 45-нм технологические нормы ещё больше повысит энергоэффективность и пропускную способность решений, которая достигнет терабитных скоростей при передаче данных. Производство чипов с 45-нм кремниевой фотоникой стартует в 2019 году.

Интегрированная в процессор оптическая система компании Ayar Labs

Интегрированная в процессор оптическая система компании Ayar Labs

Что касается 90-нм техпроцесса, то для интегрированной кремниевой фотоники заявлена скорость передачи данных по оптическим каналам до 800 Гбит/с с дальностью до 120 км. Проектированию решений поможет пакет для разработчиков, интегрированный в систему Cadence Design Systems. Расширения для системы включает данные о поляризации, температуре и длинах волн с моделированием процессов и возможностью протестировать проект до его воплощения в кремнии.

Постоянный URL: http://servernews.ru/967131
14.07.2014 [14:34], Андрей Крупин

Россия сфокусируется на интенсивном развитии оптоэлектронных технологий (фотоники)

Россия намерена консолидировать усилия науки, высшей школы, бизнеса и государства с целью развития оптоэлектронных технологий (фотоники) и расширения производства соответствующей продукции. Об этом на заседании президиума Совета по модернизации экономики и инновационному развитию РФ заявил премьер-министр Дмитрий Медведев.

«Трудно назвать область, где фотоника не могла бы иметь применения – или нынешнего, или будущего. Такие технологии используются и для передачи и обработки информации по волоконно-оптическим линиям связи, и для повышения точности и контроля качества производственных процессов (например, при лазерной сварке, при обработке деталей). Активно они применяются в микроэлектронике, в машиностроении, в светотехнике, в современной архитектуре, даже в шоу-бизнесе используются», — сказал председатель Правительства Российской Федерации, акцентировавший внимание на том, что «уже в недалёком будущем на основе фотоники может быть сформирован ряд базовых технологий, которые преобразят и промышленное производство, и медицину, и сельское хозяйство, и целый ряд других сфер».

По словам премьер-министра, в результате реализации мероприятий, предусмотренных планом («дорожной картой») Правительства РФ, к 2018 году Россия выйдет на уровень производства гражданской продукции фотоники примерно в 50 млрд рублей, при этом в отрасли появится порядка 60 тысяч новых высокотехнологичных рабочих мест. «Даже если эти результаты (они в общем достаточно скромные, на мой взгляд, для нашей страны) мы достигнем, всё равно это будет означать уже такой наш качественный прорыв на этот рынок», — отметил Дмитрий Медведев.

Председатель Правительства РФ призвал соответствующие ведомства консолидировать усилия в развитии оптоэлектронных технологий и внести ряд правок в «дорожную карту», которые, как ожидается, позволят более точно расставить приоритеты, связанные с развитием перспективных направлений, таких как фотоника и квантовые технологии. «Следует также обратить внимание на сотрудничество с международными исследовательскими центрами, создавать условия для трансфера передовых технологий. Хотя мы, конечно, особых иллюзий питать не должны: новейшими разработками никто делиться не хочет. Это понятно, это деньги, поэтому там, где это оправданно, нужно стимулировать импортозамещение, это наш сегодня стратегический приоритет», — резюмировал премьер-министр.

Материалы по теме:

Источник:

Постоянный URL: http://servernews.ru/823933
28.01.2013 [04:17], Георгий Орлов

Intel и Facebook разрабатывают новые серверные технологии

В июне прошлого года председатель проекта Open Compute Фрэнк Франковски (Frank Frankosvky) изложил амбициозную задачу и предложил отделить цикл обновления технологий для процессоров от остального оборудования в стойке. Франковски, также являющийся директором Facebook по проектированию оборудования и логистике, заявил, что возможность легко поменять процессоры может изменить способ их приобретения, сделав возможным переход на модель подписки.

фотоника

Intel работает над технологией кремниевой фотоники в течение десяти лет и в настоящее время сотрудничает с Facebook над прототипом для новой архитектуры, в которой компоненты стойки связываются оптическими волокнами, достигая скорости перемещения данных до 100 Гбит/с, что позволяет компонентам работать вместе, даже если они не находятся в непосредственной близости друг от друга.

"Это создаёт возможность независимой модернизации вычислительных, сетевых компонентов и подсистем хранения данных", - сказал Джастин Раттнер (Justin Rattner), главный директор по технологиям корпорации Intel, добавив, что фотонная стойка "позволяет иметь меньше кабелей, увеличить пропускную способность, повысить эффективность по сравнению с соединениями на основе меди".

Материалы по теме:

Источник:

Постоянный URL: http://servernews.ru/597029
Система Orphus