英特爾以先進的矽光技術提升未來運算與通訊速度

英特爾實驗室的研究人員在矽光 (Silicon Photonics) 研究領域再度獲致重大進展，藉由運用以矽晶 (silicon) 為基礎的雪崩式光偵測器 (Avalanche Photodetector, APD)，締造創世界紀錄的優異效能。與現有的光學元件相較，採用矽晶為基礎的Avalanche Photodetector可明顯降低成本並改善效能。此項研究成果將刊登於今天出刊的“Nature Photonics”雜誌上。

矽光是一項新興的技術，運用標準矽晶在電腦與其他電子裝置間收發光學資訊。這項新技術將滿足未來資料密集運算應用對頻寬的需求，例如遠距醫療和栩栩如生的3-D虛擬世界。

採用多處理器核心的未來電腦必須具備超高速數據傳輸的能力。以矽光為基礎的技術將以較低成本提供更快速的主流運算應用。這項新的進展植基於英特爾實驗室以往所開發、突破性的快速矽晶調變器 (silicon modulators) 與混合矽晶雷射 (hybrid silicon laser)。結合這些技術的應用，將催生全新型態的數位裝置，效能遠超過目前既有的產品。

由英特爾實驗室研究人員所領導的團隊創造出以矽晶為基礎的APD，這種光感測器不論在偵測光線或放大進入矽晶的微弱光線訊號方面，都將達到高靈敏度。該APD裝置運用矽晶和CMOS製程，達到340 GHz的「增益頻寬」(gain-bandwidth product) ，創下該APD關鍵效能標準的新紀錄。這將降低40Gbps或更高速光學連結的成本，並首度證明矽光元件在效能的表現上，可超越先前以化銦(indium phosphide)等昂貴傳統光學材料製成的元件。

「這項研究結果再度證明矽晶可以如何被運用於高效能光學元件的製造。」英特爾院士暨英特爾光學技術實驗室總監Mario Paniccia博士表示：「除了光通訊外，這些以矽晶為基礎的APD還可以廣泛地應用在感測、影像、量子密碼學與生物學方面。」

英特爾實驗室團隊與產業及學術界共同合作，並結合美國先進國防研究專案局 (Defense Advanced Research Projects Agency; DARPA) 共同出資進行。此外，NOR、NAND、RAM與相變化非揮發性記憶體 (phase change non-volatile memory) 領導製造商Numonyx則提供製造和製程專業知識。「此項研究成果是英特爾和Numonyx之間良好合作的範例。」Numonyx製造部副總裁暨Fab1廠經理Yonathan Wand指出：「我們共同致力於強化雙方合作，並進一步促進矽光領域的突破。」

兩位APD專家—美國維吉尼亞大學教授Joe Campbell與加州大學聖塔芭芭拉分校教授John Bowers，不僅擔任本計劃的研究顧問，並協助進行測試工作。

「此APD運用矽晶與生俱來在高速放大方面的卓越特性，創造出世界級的光學技術。」Bowers教授說：「我們很高興能協助創造這些元件的特性，也將繼續與英特爾合作，將矽光元件的潛力完全發揮。」

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