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臺大暨交大共同打造400GBit/s資料中心用高速單模面射型雷射
 

【CTIMES/SmartAuto 編輯部 報導】   2016年12月23日 星期五

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目前在光通訊業界最新技術發展藍圖中,少模態與單模態高速垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)元件已被納入乙太網路的正式規範(IEEE 802.3 bs),是未來短距傳輸(數據中心、超級電腦)的主要光源。臺灣大學光電所暨電機系宣布,由臺灣大學光電所暨電機系吳肇欣教授、交通大學光電系郭浩中教授與臺灣大學光電所暨電機系林恭如教授聯手開發,專為數據中心傳輸光源使用的VCSEL元件,相關產業產值上看十億美金。

由臺大光電所暨電機系與交大光電系多位教授聯手開發,專為數據中心傳輸光源使用的VCSEL元件,相關產業產值上看十億美金。
由臺大光電所暨電機系與交大光電系多位教授聯手開發,專為數據中心傳輸光源使用的VCSEL元件,相關產業產值上看十億美金。

VCSEL具有低功耗,高效率及高速等特性,市場需求量急速上升中,且能顯著帶動網路事業的效率及功能。目前全世界在垂直共振腔面射型雷射直接調變傳輸位元率上領先的研究團隊有瑞典查爾摩斯工學院(Chalmers University of Technology)、美國伊利諾大學香檳校區(UIUC)、與加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)。近期臺大與交大的合作成果終於打破此局面。

由交大光電系郭浩中教授設計,臺大光電所暨電機系吳肇欣教授製作,美國伊利諾大學馮明教授,與臺大光電所暨電機系林恭如教授負責測試,與由科技部光電學門補助中興大學電機系特聘講座鄭木海教授之「高速400G光收發模組關鍵性技術」計畫團隊合作,藉計畫補助聯手設計晶圓磊晶結構、開發元件製程技術、與測試頻響位元率,終於藉由擴散技術成功地降低半導體的電阻,解決面射型雷射在小氧化孔徑面臨的困境,提高少模與單模VCSEL元件整體的操作效率。

上述性能更優異的少數模態與單一模態VCSEL可以經由44-Gbit/s的開關鍵調變(On-Off-Keying)、50-Gbit/s的4階脈衝振幅調變 (PAM-4)、或高達80-Gbit/s的正交振幅頻率調變(QAM-OFDM),直接調變光載波攜帶通信訊號在多模光纖中傳輸,相關的論文已經由全球最大的美國光纖通信會議(OFC)接受,並將於2017年發表。

本元件與相關IC一起封裝後可組成光收發器,適用於高速光纖傳輸網路、數據中心等。將繼續由本合作計劃團隊成員高雄應用科大電子系施天從教授的研發團隊,封裝成為高速光傳輸器模組應用在未來400G的光網路中。

VCSEL應用於未來大型數據中心、超級電腦內連接等預期將有超過千萬連接埠使用,相關產值超過十億美金。甚至於消費端USB電腦傳輸線,傳送4K或8K視訊影音HDMI等,將有更大量應用及產值。

吳肇欣教授與郭浩中教授合力開發的VCSEL元件經過臺大與美商太克科技在臺大光電所成立之「NTU-Tektronix光通訊聯合實驗室」由紀裕傑博士領導高選昀、彭俊諺、蔡政庭同學測試結果,發現其具備極高的傳輸位元率與優異的傳輸性能,能夠立即應用於數據中心傳輸器做為主要載波光源,經過立即技術轉移至國內廠商後將顯著提升臺灣在全球相關市場上的競爭力。(編輯部陳復霞整理)

關鍵字: VCSEL  單模面射型雷射  乙太網路  光通訊  太克科技  Tektronix(太克臺灣大學  臺大  交大  光電所  電機系 
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