光子集成芯片：世界上最快的光芯片

    在信息傳輸?shù)倪^程中，激光器進行發(fā)光，光復用器對信號進行復用/解復用，調(diào)制器對信號進行編碼調(diào)制，檢測器進行光電檢測等等。在傳統(tǒng)DWDM系統(tǒng)中，這些器件都分離在不同的板卡中，整個系統(tǒng)龐大而又昂貴?！皼]有人想過要將DWDM系統(tǒng)做在一個芯片上，也沒有人試著這么做過”，Infinera將不可能的事情變成可能。

    2004年，大規(guī)模光子集成芯片——一對集成了50個光子器件的芯片呈現(xiàn)在人們的面前。此前，一些光芯片廠商只是做了一些少量器件的集成，現(xiàn)在，光子集成技術還成功地作出了400G和1.6T的芯片，實現(xiàn)了多達240個光器件的集成。

    當人們還在固守著“全光通信”的思路的時候，網(wǎng)絡已在悄然改變。節(jié)點設備需要光電變換，通過“O-E-O”才能將信號進行整形和放大，從而傳給計算機。光子集成技術順應了時代發(fā)展，光子集成比傳統(tǒng)的分立“O-E-O”處理降低了成本和復雜性，帶來的好處是，以更低的成本構建一個具有更多節(jié)點的全新的網(wǎng)絡結構，更多的節(jié)點意味著更靈活的接入，更有效的維護和故障處理。

    光子集成芯片制造并不是一件容易的事情。光子器件具有三維結構，比二維結構的半導體集成要復雜得多。將激光器、檢測器、調(diào)制器和其他器件都集成到芯片中，這些集成需要在不同材料多個薄膜介質(zhì)層上重復地沉積和蝕刻，這些材料包括砷化銦鎵、磷化銦等。

    磷化銦晶片在生產(chǎn)線上經(jīng)過一種稱為光刻膠的漿狀化學物質(zhì)進行包裹。紫外線光通過一個鏤空設計的模板照射到光刻膠上，產(chǎn)生了復雜的反應，其中一些半導體材料就粘在了晶片上，一些就被蝕刻掉了。

    就像Intel使用光刻法制造PC機的硅微處理器一樣，光子集成達到了一個很高的技術水平。但是還有些重要的不同，“在Intel芯片中，全部都是硅材料。在光子領域中，還需要很多種的半導體材料”，Welch說。磷化銦晶片比硅片需要更多次的沉淀和蝕刻。