Intel 300mm 異質整合矽光子技術進展：揭開下一代光子平台的面紗 OFC2025

在OFC2025會議中，Intel 公開展示其 300mm 異質整合矽光子平台的最新進展，從核心元件的升級到平台應用的拓展，全面展現其在資料中心與 AI 高速傳輸領域的技術實力。本文將帶你深入了解這場演講的重點。

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🎯 技術應用場景

Intel 的矽光子平台聚焦於三大應用方向：

1. Pluggable 光收發模組

   • 自 2016 年以來已出貨超過 800 萬顆模組。

   • 強調 hot-swappable 與標準化設計，是資料中心光連結的主力。

2. Co-Packaged Optics (CPO)

   • 與傳統 pluggable 相比，CPO 提供更低功耗、更高埠密度與更低延遲。

   • 2021 年首次展示與乙太網路交換器共封裝的完整光引擎。

3. Optical Compute Interconnect (OCI)

   • 為滿足 CPU、GPU 與 AI 計算的高速需求，提供 Terabits/s 等級的晶片間光互連。

🧩 Gen 2 平台特色：效能再進化

Intel 第二代矽光子平台持續以 CMOS 為基礎，實現以下升級：

• 雷射功率提升 50%（III-V 材料異質整合）

• 200G/lambda 等級調變器（支援 traveling wave 與 ring 結構）

• 全套被動元件庫（包含低損耗波導、分光器、耦合器）

🔬 關鍵元件亮點

🔦 雷射與放大器（SOA）

• 異質整合 III-V 材料於 Si 上。

• 在 80°C 下達到 13% wall-plug 效率。

• SOA 提供 >10 dB 增益、15 dBm 飽和功率、<8 dB 雜訊指數。

🌀 調變器

• 16Ω Traveling Wave Modulator：>67 GHz 帶寬，支援 DSP 駕動。

• 90Ω 版本：低功耗與高消光比，適用於無 driver 架構。

• Ring Modulator：<1.45 V·cm 相位效率，200G PAM4 測試已驗證。

🌉 被動元件

• 單模波導損耗：0.2 dB/cm，多模：0.6 dB/cm。

• MMI、交叉結構損耗低至 0.06 dB。

• 支援各式耦合器（低NA、高NA、V-Groove），並正在開發矽氮化物版本。

🛠️ 設計工具與自動化

• 建立於 Cadence 的設計平台，支援：

  • schematic capture

  • layout 轉換

  • Pcell 自定義

• 提供完整設計流程的自動化支持，加速設計到製造流程。

🧾 結語：邁向更高整合、更低功耗的 AI 世代光互連

Intel 的 300mm 異質整合矽光子平台已邁入第二世代，進一步提升了雷射功率、調變速度與元件整合度，為資料中心與 AI 應用的高速光連結鋪平道路。隨著 OCI 與 CPO 架構的推進，這類高度整合的平台將在新世代運算架構中扮演關鍵角色。