半导体|光波导的垂直集成半导体

【半导体|光波导的垂直集成】

摘要
快速增长的互联网服务对数据中心提出了更高的带宽要求。是一种低功率低成本的光子集成电路(PIC) ，采用WDM ，有望进一步扩大下一代数据中心网络所需的密度、覆盖范围等。改进了多导垂直集成(MGVI)方案例如设备产量，节省大量的制造成本等，还提供许多其他优势。 AlxGa1- xAs半导体提供光学增益，并允许不同的单片集成有源和无源组件。在这篇论文中，我们演示了光学的垂直集成在AlxGa1-xAs半导体中通过MGVI方案的波导。
介绍
本章介绍了数据中心通信的趋势、用于数据中心内部通信相互连接以及用于III-V半导体光子的不同集成方案特别是多导垂直集成(MGVI)方案。
1.1数据中心通信
1.1.1数据中心
互联网服务的爆炸式普及和“云”计算的趋势已经导致了数据中心宽带需求的急剧增加。这样的互联网服务包括视频/音频流媒体服务，为消费者和企业的云存储以及物联网(IoT)服务。这些应用程序中的大多数都运行在数据中心对终端用户透明。数据中心计算和内容流动越来越多并且更受欢迎，发展迅速。数据中心是由集群组成的大型并行超级计算基础设施成千上万的服务器联网在一起。图1.1显示了一个典型的示意图数据中心集群，服务器排列在机架上，每个机架上有20-40台机器。服务器内，同一机架通过机架(TOR)开关的顶部连接。机柜交换机已连接集群交换机提供机架之间的连接，形成集群织物warehouse-scale计算。互联网式计算的中心是地理分布的大容量网络连接的数据中心。就用户而言，数据中心的网络表现为单个计算机或存储设备。互联网式的计算提供了许多的好处。可伸缩性是第一个，所有用户数据都驻留在网络中，可以访问世界上任何地方只要有网络连接，还提供一个易于数据共享和协作的平台。因为最终用户不需要关心维护自己的计算设备，所以运营费用和资本会减少。如果没有一个良好的、可靠的、可扩展的网络基础设施，上述一切都不会实现。