意法半导体押注硅光子，瞄准 AI 数据中心需求

意法半导体正在扩大其在硅光子市场的布局，希望受益于人工智能（AI）数据中心推动下不断增长的光网络技术需求。该公司正与美国和中国客户合作，以加强其市场地位。

6 月 24 日，在首尔 Posco Tower Yeoksam 举行的“AI 数据中心光通信与互连技术大会”上，意法半导体总监 Park Joong-ho 表示，公司已为硅光子技术准备了近十年，但过去市场对大规模部署高性能光通信的需求一直有限。

“随着 AI 模型和数据中心如今扩展到吉瓦级（GW-scale）基础设施，光通信已经成为一项关键的使能技术。”Park 表示。

除微控制器（MCU）和功率半导体等核心业务外，意法半导体近期也开始从光子集成电路（PIC）业务中获得收入。Park 表示，中国一家最大的光收发器制造商近期下达了一笔 PIC100 芯片订单，金额约相当于意法半导体年收入的 5% 至 10%。

“尽管该产品尚未进入完全成熟的量产阶段，但该客户表现出一种不同寻常的意愿，愿意与我们共同走完整个开发流程，并协作解决各种挑战。”他说。光收发器用于将电信号转换为光信号，或将光信号转换为电信号，这凸显了市场对光子芯片日益增长的需求。

PIC100-B55X 3D 堆叠平台旨在为下一代互连提供高性能光引擎

PIC100 是一款基于 300mm 晶圆平台打造的高效率硅光子器件。它将用于把数字信息转换为光信号的光调制器、用于接收信号的光电探测器，以及硅和氮化硅（SiN）波导等无源器件集成在单颗芯片上。该架构能够减少组件数量和功耗，同时提升可靠性。此前，意法半导体已经开发了 PIC10、PIC20 和 PIC50 等早期代际产品。

其光调制器采用高速马赫-曾德尔调制器（Mach-Zehnder Modulator，MZM），并配备经过优化的 p-n 结结构。通过显著降低信号传输过程中的电阻，该器件实现了超过 50GHz 的电学和光学带宽。更高的带宽意味着能够将更多电信号转换为光信号。

当高速电信号施加到器件上时，电荷势垒会在 p-n 结两侧快速形成并消散。这些变化会轻微改变相邻波导中传输光的相位，从而实现电信号向光信号的转换。

在光信号接收方面，该器件集成了针对高性能探测优化的锗硅光电二极管。该光电探测器具备 80GHz 带宽，超过了光调制器的带宽。其单光通道数据传输速率可达 200Gbps，并设计为未来最高可支持 400Gbps。芯片与光纤之间的光耦合损耗被降低至 1 分贝（dB）以下。

意法半导体还通过将 PIC100 与其 B55X 电子集成电路（EIC）结合，进一步提升性能。B55X 负责管理光通信模块中的激光源控制和电信号处理等功能。

该芯片基于 55nm BiCMOS 平台。BiCMOS 技术在同一衬底上结合了双极结型晶体管（BJT）和互补金属氧化物半导体（CMOS）器件，兼具 BJT 的高速、高功率优势，以及 CMOS 的高集成度和低功耗优势。B55X 能够以高效率处理 400GHz 至 500GHz 范围内的电信号。

意法半导体将 PIC100 与 B55X 采用 3D 架构进行垂直堆叠，打造出一款高性能光引擎。与高带宽存储器（HBM）类似，该设计采用硅通孔（TSV）和微凸点互连技术。这种方案能够最大限度减少信号损耗，并通过共封装光学（CPO）技术促进其与中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）的集成。

Park 表示，硅光子市场的快速兴起显著提升了投资者兴趣。

“硅光子市场正在起飞，意法半导体的股价在短短几个月内上涨了约四倍。”他说，“未来几年，硅光子在光收发器市场中的占比将持续提升。”

去年，意法半导体披露其正与亚马逊云科技（Amazon Web Services，AWS）密切合作，将 PIC100 技术部署到数据中心应用中。

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原文：STMicroelectronics Targets AI Data Center Demand With Silicon Photonics Push < Semiconductor < 기사본문 - The Elec Inc.