2018-03-25 00:20經濟日報 羅濟威、STPI科技政策研究組
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光子晶片主要是將無數個光學系統整合在晶片上,就如同現今的半導體晶片,但將利用超微透鏡取代電晶體並以光子來進行運算。光子晶片與傳統的半導體晶片相比,具有更高的運算效率以及訊息傳輸量,也兼具耗能低、運行過程中產生較少的熱,所以無須複雜的散熱設計等優點,因此被認為在未來可延續摩爾定律,傳承舊有矽晶片的發展。

在眾多光子技術中,矽光子及其相關技術憑藉其使用成本較低的矽與矽基襯底材料,並結合既有且技術成熟的CMOS技術,使其極其受到青睞,自2015年IBM公司研制矽光學晶片後,使該技術呈現爆發式的成長,並使該技術自實驗室走入市場,吸引微軟、亞馬遜及Facebook等公司的青睞,因為這些公司的數據中心常在雲端資料連結並處理巨量的資料時,受限於傳統的銅線以及低速光纖的傳輸量,造成運行效率低落。

而矽光子技術的發展,將可有效解決此問題,以2016年Intel矽光100G PSM4 QSFP、以及Intel矽光100G CWDM4 QSFP所推出的收發器產品。憑藉著其微型、高速、低功耗的特性,可有效解決目前數據交換瓶頸及能耗問題,該產品整合雷射與矽光子元件,透過調變技術,資訊傳輸速度可達每秒100GB,是傳統銅線傳輸的四倍,這將解決令各數據中心在運算能力上陷入困境的網路瓶頸。但矽光子技術的應用不僅如此,包含高速電腦、感測器、生命科學、量子運算等高階應用,以及自駕車應用的光學雷達等需要大量交換資訊應用,也將受惠於該技術的發展。

在投入廠商方面,除Intel、IBM、思科、Imec等,因矽光子技術涵蓋半導體技術與光學技術,加上此技術帶來大量數據或訊息交換的應用,將會改變傳統通訊產業運作模式,Mellanox、Luxtera等光通信公司及設備商華為等公司皆投入相關研究。根據Yole的預估,矽光晶片市場2015-2025年間之年複合成長率達45%。

(作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員)

原文網址:https://udn.com/news/story/7240/3050099

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