硅光芯片
關注創建者：320科技工作室 創建時間：2020-10-24
硅光芯片的實例教程
來源：經濟參考報
記者從中國信息通信科技集團獲悉，我國自行研制的“100G硅光收發芯片”日前在武漢投產使用，并通過了用戶現網測試，性能穩定可靠。這標志著我國商用100G硅光芯片正式研制成功，將推動我國自主硅光芯片技術邁上新臺階。
這款硅光芯片由國家信息光電子創新中心、光纖通信技術和網絡國家重點實驗室、武漢光迅科技股份有限公司以及中國信息通信科技集團聯合研制，在一個不到30平方毫米的硅芯片上集成了包括光發送、調制、接收等近60個有源和無源光元件。芯片具備超小型、高性能、低成本、通用化等優點，可廣泛應用于傳輸網和數據中心光傳輸設備。
硅光技術的核心理念是“以光代電”，即采用激光束代替電子信號傳輸數據，將光學器件與電子元件整合至一個獨立的微芯片中。在硅片上用光取代傳統銅線作為信息傳導介質，大大提升芯片之間的連接速度。
近年來，硅光技術持續發展，以Luxtera、Intel及IBM為代表的公司不斷推出商用級硅光集成產品。2018年，全球硅光芯片及其封裝器件市場將接近2億美元，且整體市場有望保持高速增長。據Yole預測，到2025年硅光子市場規模將超13億美元，其中將超過90%來自于數據中心應用。
專家表示，100G硅光芯片的產業化商用，表明我國已經具備硅光產品商用化設計的條件和基礎。我們認為，隨著流量的持續爆發，芯片層面的“光進銅退”將成大勢所趨，硅光集成在未來有望大規模應用。
國家信息光電子創新中心專家委員會主任、中國工程院院士余少華表示，100G硅光芯片的產業化商用，表明我國已經具備硅光產品商用化設計的條件和基礎。
展開 今日16:00，Ansys官方『Synopsys-Ansys硅光芯片全新仿真方案解析』研討會將介紹 Lumerical 與 Synopsys OptoCompiler? 的光子集成電路設計集成方案。感興趣的下滑預約學習??
時間：4月28日（星期二），16:00-17:00
內容簡介：
本次 webinar 將會介紹 Lumerical 與 Synopsys OptoCompiler? 的無縫集成，以應對光子集成電路設計中的復雜挑戰，通過我們集成的功能和工作流程，工程師可以無縫設計單個光子元件，模擬光子集成電路，創建和實現版圖，并使用專業的 Synopsys 工具進行電光協同仿真，最大限度地減少使用多工具的開銷。
講師：
蘇東榆 | 新思科技 資深光子技術解決方案工程師
蘇東榆，2010 年與 2012 年分別取得國立臺灣大學物理學系學士與碩士學位。在光學、光子學、集成電路與光通訊領域擁有超過十年的行業經驗，專注于光子集成電路（Photonic Integrated Circuits, PICs）的組件層級設計與優化、電路層級仿真、版圖實作以及實體驗證，并成功協助客戶于多種代工廠完成數百次 PIC tape-out。
周錚 | Ansys 光學應用技術主管
周錚，華中科技大學和巴黎十一大光電信息工程碩士，于2019年加入Ansys中國，現為Ansys光學應用工程師，主要負責Ansys Lumerical的技術支持和相關業務開發。
形式：線上
費用：免費
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(web: https://s.jishulink.com/I1Ev2g)
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技術鄰簡介：
技術鄰，是一家深耕工科制造業領域逾二十年的專業技術平臺。
展開 湖北省、重慶市、蘇州市等政府都把硅光芯片作為“十四五”期間的重點發展產業。
此后，武漢建立國家信息光電子創新中心、上海將硅光列入首批市級重大專項、重慶打造國家級國際化新型研發機構聯合微電子中心有限責任公司。
在政策的扶持下，國內也研制出硅光芯片。2021年12月，國家信息光電子創新中心、鵬城實驗室在國內率先完成了1.6Tb/s硅基光收發芯片的聯合研制和功能驗證，實現了我國硅光芯片技術向Tb/s級的首次跨越。
研究人員分別在單顆硅基光發射芯片和硅基光接收芯片上集成了8個通道高速電光調制器和高速光電探測器，每個通道可實現200Gb/s PAM4高速信號的光電和電光轉換，最終經過芯片封裝和系統傳輸測試，完成了單片容量高達8×200Gb/s光互連技術驗證。
我國十分重視硅光芯片產業的發展，但目前國內的高端硅光芯片以設計為主，流片主要還是在國外。芯片制備的周期長、成本高，種種因素制約了我國硅光子技術的發展。
哪類企業會提前布局硅光？
目前，硅光子商業化較為成熟的領域主要在于數據中心、高性能數據交換、長距離互聯、5G基礎設施等光連接領域，800G及以后硅光模塊性價比較為突出，產業鏈進展看，海外巨頭Intel、思科等通過自研或收購發展較為領先；國內上市公司光迅科技、新易盛、天孚通信、中際旭創、博創科技等從分立光模塊市場紛紛切入硅光領域。
一是設計企業
目前來看，硅光領域的主要玩家仍是半導體設計企業。
英特爾研究硅光技術20多年，2016年將硅光子產品100GPSM4投入商用100GPSM4和100GCWDM4硅光模塊已累計出貨超400萬只，200GFR4及400GDR4正在研發。
展開 GF擁有高性能的單片集成硅光工藝解決方案，可以將RF CMOS與光子器件集成在同一個芯片上，實現更高的光電集成度，為數據中心和電信基礎設施提供更高的帶寬。
利用GF先進的硅光和封裝技術，可以實現高性能的光互連，滿足城際、長距離和數據中心的通信應用需求，同時最大化傳輸距離和能源效率。
Ansys擁有強大的Lumerical光子仿真工具，可幫助設計者理解并預測光在復雜結構、光路和系統中的特性，助力客戶挖掘光子潛能，引領新技術和產品的開發。
Ansys和GF的最新合作提供了如下關鍵功能：1）基于工藝的自定義器件設計；2）基于Verilog-A的光電子系統仿真。這些功能支持精確的仿真結果，模型的兼容性，以及豐富的模型庫。
工藝兼容的自定義器件設計
Ansys基于工藝的自定義器件設計流程幫助設計者在仿真和優化光子器件的過程中，時刻考慮到制造工藝，將設計版圖和制造工藝通過 “工藝文件” 連接起來，產生工藝兼容的三維結構。
考慮到該功能對設計者的重要性，GF與Ansys聯合首次推出針對GF硅光方案的工藝文件，用戶現在可以更放心且更方便地進行設計，因為他們的Ansys Lumerical仿真符合GF關于層厚、材料等一系列規范。
利用GF的工藝文件，Ansys設計了一個與GF兼容的自定義Y-splitter，并進行了Lumerical FDTD仿真。如下圖所示，通過工藝文件所產生的三維結構確保仿真與GF制造工藝兼容，用戶無需手動地構建工藝的每一層并檢查其準確性。
與工藝兼容的 Y-splitter在Lumerical FDTD中的仿真。
展開 GF擁有高性能的單片集成硅光工藝解決方案，可以將RF CMOS與光子器件集成在同一個芯片上，實現更高的光電集成度，為數據中心和電信基礎設施提供更高的帶寬。
利用GF先進的硅光和封裝技術，可以實現高性能的光互連，滿足城際、長距離和數據中心的通信應用需求，同時最大化傳輸距離和能源效率。
Ansys擁有強大的Lumerical光子仿真工具，可幫助設計者理解并預測光在復雜結構、光路和系統中的特性，助力客戶挖掘光子潛能，引領新技術和產品的開發。
Ansys和GF的最新合作提供了如下關鍵功能：1）基于工藝的自定義器件設計；2）基于Verilog-A的光電子系統仿真。這些功能支持精確的仿真結果，模型的兼容性，以及豐富的模型庫。
工藝兼容的自定義器件設計
Ansys基于工藝的自定義器件設計流程幫助設計者在仿真和優化光子器件的過程中，時刻考慮到制造工藝，將設計版圖和制造工藝通過 “工藝文件” 連接起來，產生工藝兼容的三維結構。
考慮到該功能對設計者的重要性，GF與Ansys聯合首次推出針對GF硅光方案的工藝文件，用戶現在可以更放心且更方便地進行設計，因為他們的Ansys Lumerical仿真符合GF關于層厚、材料等一系列規范。
利用GF的工藝文件，Ansys設計了一個與GF兼容的自定義Y-splitter，并進行了Lumerical FDTD仿真。如下圖所示，通過工藝文件所產生的三維結構確保仿真與GF制造工藝兼容，用戶無需手動地構建工藝的每一層并檢查其準確性。
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硅光芯片的最新內容
</strong>作為聚焦硅光芯片、PIC 設計與光電子系統仿真的行業活動，本次研討會將匯聚來自產業界與學術界的專家及資深用戶，圍繞光電芯片與系統的設計仿真，分享最新趨勢洞察與仿真實踐經驗。</p><p>作為光子仿真領域的行業標桿，Ansys 提供覆蓋器件、光子集成電路（PIC）到系統級的完整解決方案，通過多物理場協同與組件-系統級無縫銜接，助力企業實現從設計到制造的全流程優化。
</p><p>在Ansys應用類系列網絡研討會中，光學系列專題也已上線，圍繞 Lumerical、Zemax、Speos 三大核心產品，全年9場在線技術分享，涵蓋 AI 驅動的高速電光仿真、硅光芯片、光機系統、成像與顯示應用等主題，歡迎大家報名參會！
今日16:00，Ansys官方『Synopsys-Ansys硅光芯片全新仿真方案解析』研討會將介紹 Lumerical 與 Synopsys OptoCompiler? 的光子集成電路設計集成方案。
在AI 算力爆發與數據中心高速演進的驅動下，硅光芯片與光電子技術正加速成為產業核心。隨著硅光、光模塊以及新型光電器件的設計復雜度持續提升，傳統依賴經驗與試錯的開發模式已難以滿足效率與性能的雙重要求。
以仿真為核心的設計流程，正成為縮短開發周期、降低試錯成本，并提升產品可靠性的關鍵。
圍繞這一趨勢，Ansys在近期發布的“應用類系列網絡研討會”中，特別策劃推出9場新興行業專題內容，聚焦eVTOL、AI驅動的高速電光仿真、硅光芯片、optiSLang AI+優化、機器人、AI/ML驅動的天線與微波及互連器件設計，以及AI驅動的個體化心臟仿真等熱點方向，系統呈現仿真技術如何賦能前沿應用場景。
</strong></p><p>從4月持續至12月，Ansys將繼續帶來覆蓋全年、近60場應用類網絡研討會，主題覆蓋結構、流體、電磁、光學及新興技術與高校等核心產品線與研究領域，并聚焦eVTOL、自動駕駛、動力電池、硅光芯片、機器人、車輛碰撞、電力設備等前沿熱點方向。通過持續更新的專題內容與實踐案例，幫助工程師深入理解仿真在不同場景中的應用，真正釋放仿真賦能工程的價值。歡迎大家積極報名參會！
4月，Ansys 精心規劃 9 場新功能/應用類主題直播，圍繞幾何建模與自動化、eVTOL整體方案、智能網聯汽車安全仿真、動力電池、AI電光仿真、逆變器設計、硅光芯片、SPH應用、Lumerical 全新求解器等方向，全面覆蓋前沿技術與工程實踐。
4月系列作為全年近60場應用類網絡研討會的開篇，將幫助工程師深入掌握仿真能力的應用價值，精彩內容持續全年，歡迎大家報名參與！
<p>4月，Ansys 精心規劃 9 場新功能/應用類主題直播，圍繞幾何建模與自動化、eVTOL整體方案、智能網聯汽車安全仿真、動力電池、AI電光仿真、逆變器設計、硅光芯片、SPH應用、Lumerical 全新求解器等方向，全面覆蓋前沿技術與工程實踐。</p><p>4月系列作為全年近60場應用類網絡研討會的開篇，將幫助工程師深入掌握仿真能力的應用價值，精彩內容持續全年，歡迎大家報名參與！
在硅光芯片設計中，器件級仿真（FDTD、MODE、DEVICE）能提供精確的光電響應，但計算量大，無法直接用于包含數十甚至上百個元件的鏈路仿真。緊湊模型（Compact Model）通過數學函數或等效電路近似器件行為，在保證精度的同時大幅提升仿真速度。Lumerical的CML Compiler正是實現這一轉換的橋梁。
通過本課程，您將打通從物理版圖實現到器件性能驗證的關鍵技能，為復雜的硅光芯片流片打下基礎。
