台湾威名扬 研发全球最小矽光子芯片 每秒可传输1600G(组图)
高雄科技大学电资学院院长施天从表示，矽光子芯片可高达每秒1600G的传输速度。（图片来源：自由时报/记者吴柏轩）
【看中国2020年6月11日讯】（看中国记者卢乙欣综合报导）继武汉肺炎的防疫工作受到国际赞誉之后，台湾再度发威！全球发展资通讯科技，由高雄科技大学与台湾大学等学者携手，在3年前就决心开发新世代矽光子芯片，如今已成功发表现今全球最小的5平方公厘尺寸，并且采专利前瞻4波长、4光纤结构，实现了每秒数据传输高达1600G（1.6兆元）可行性，踏上资通讯科研的浪头。
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根据《自由时报》报导，高科大电机与资讯学院院长施天从描述道，资通讯重视传输，就如同水管一样，追求流量，而在资通讯的世界中，追求速度无极限，自己则是水电工，投入新世代的矽光子芯片开发，采光纤传输，研究有效积体化，来增加万倍传输速度。
施天从说，全球5G时代来临，无论大数据、AI或自动驾驶技术等，都是需要超高速、极低延迟的传输，不能够像打一通美国卫星电话却要花上半秒钟才听见，透过科技部计划补助，以及与台大光电所教授黄定洧合作，花了3年时间，如今终于能对外发表1600G矽光子芯片。
施天从解释，透过自己专利所提出的前瞻性4波长、4光纤的传输结构，搭配黄定洧教授设计的4x16阵列波导光栅分波多工器，除去不必要的结构，减少损耗，且提升效能，成功达到了总传输量每秒1600G（1.6兆元），且在初步通过可行性验证，其尺寸仅达5平方公厘，是目前全球公告的最小尺寸。
至于目前台湾国内光纤网络约盛行100G，400G尚待发展，而800G频宽尚在开发阶段，施天从认为，400G成本是100G的20倍，这个芯片成本约100G的8至10倍，但是良率尚待提升，有可能会直接取代800G开发，但须要业界携手，让台湾上下游的半导体、资通讯产业链结。
施天从表示，全球预计最快要到2022年才能够制定1600G的规格，制订之前则会先看全球科研的可行性，台湾研发这个芯片已经踏上前瞻脚步，但仍需要未来2年优化，科技部2年投注3500万元。关于当初研究不做800G，而是直冲1600G，就是秉持着“要做就做到最好！”如今有成，相信2022年届时可同步完备，促使产业升级。
高雄科技大学、台湾大学等学者一起携手，开发新世代矽光子芯片，每秒将可高达1600G（1.6兆元）。（图片来源：自由时报/施天从提供）
新电子报导今年5月21日报导，台湾半导体制造技术执全球牛耳，而晶圆厂的互补型金氧半（CMOS）矽制程技术领先全球，矽光子技术正是匹配运用互补型金氧半矽制程技术所发展的光电芯片，相当适合台湾的高科技产业发展。
如果台湾相关的半导体厂商能够透过产能支援跟学界的合作，对台湾发展矽光子技术是非常有帮助的，同时也能够协助台湾制造业甚早在矽光子制程领域上建立自主元件数据库与智财权布局，等到产业起飞时，必定能够占据最佳的产业地位。
由于光电元件积体化目前还属于发展初期，而矽光子芯片的复杂程度高，且制程分辨率越高，讯号的精确度越好，其元件的效能才可以有效发挥，因此实现矽光子技术需要先进制程的搭配。
关于科技部的矽光子积体电路专案计划，是由陈良基部长极力推动的半导体射月计划之衍生项目，而该专案计划规划在四年提拨新台币3.2亿元发展国内的矽光子技术，交由国内矽光子技术的先驱者台科大李三良教授来负责专案计划办公室。预期在前二年能够完成核心技术开发及系统芯片架构设计，第三年完成系统芯片制作及性能优化，第四年完成系统展示，并能够将技术与厂商进行后续之应用及推广。计划执行期间则将培植国内研发团队来利用矽光子平台整合元件、光路，以及电路而组成生医传感、光传感及光连结等应用的光电系统芯片。自2018年开始执行该计划，本次发表的1600G矽光子芯片，即是该专案计划所支持的国内五件研究计划之一的成果。
此次发布的超世代大容量1600G矽光子芯片的传输架构，是由高科大电机与资讯学院院长施天从教授在2018年所提出领先全球的前瞻性4波长，以及4光纤的传输结构，并经由台大光电所黄定洧教授负责设计，采用4x16阵列波导光栅（AWG）分波多工器，混成了16路光调变信号，并完成发射端的矽光子芯片。利用该新型的分波多工器，能够用最精简的光路配置连接各元件。
另外，此芯片的尺寸为5mm x 5 mm，采取PAM4讯号格式，其总传输率可高达到1600G。
对此，台大光电所黄定洧教授表示，本矽光子芯片的完成，利用了共用芯片方式送到比利时IMEC完成半导体制程，并亦依据设计制作完成了矽光子芯片。与此同时，感谢共同建构矽光子元件技术的中研院张书维研究员与成大曾硕彦教授及高科大吴曜东教授的一起努力，亦感谢中兴大学刘浚年教授、中山大学洪勇智教，以及TSRI提供的光纤耦光量测协助，台大林恭如教授及其所负责的台大，以及Tektronix联合实验室的高速光传输量测协助，一同验证本矽光子芯片具备1600G之传输的可能性。
研究计划主持人施天从教授表示，非常高兴能够跟国内顶尖大学团队来合作，有效链结南北学术能量，并得以建构完成整个光引擎所需要的元件及技术。本矽光子元件与传输架构已经交由相关单位申请专利中，希望团队能够持续获得科技部补助，以进一步优化矽光子芯片性能，并能够建构完成整个光引擎模组，厚植台湾在此新世代矽光子技术之实力。