芯片级光电转换模块 - 半导体芯片继任者：硅光学芯片的前世今生

　　芯片级光电转换模块

　　把复杂的光电转换模块缩小到纳米尺寸，同时还要能用半导体工艺制造不是容易的事情。虽然实验室中早有成果，但成品的良率和成本一直难以令人满意。另一方面，2004年后串行数据电路技术飞速发展，PCIe、QPI、HyperTransport等总线技术提供的带宽达到很高的水平，也降低了业界对硅光学技术的潜在需求。

　　直到两年前，业界发现传统的铜电路已经接近物理瓶颈，继续提高带宽变得越来越困难。同时云计算产业却对芯片间数据交换能力提出了更高的要求：数据中心、超级计算机通常会安装数以千计的高性能处理器，可这些芯片的协同运算能力却受到芯片互联带宽的严重制约。例如一颗Xeon CPU从与自己直接连接的内存中读取数据的带宽高达每秒40G字节，但如果是从另一颗Xeon芯片控制的内存中读入资料，带宽就会下降一半甚至三分之二。单颗芯片的性能越强、互联的芯片数量越多，较低的互联带宽就越容易成为性能提升的障碍。铜电路不仅带宽提升困难，功耗和发热也不可小视，业界对硅光学技术的需求已经到了迫在眉睫的程度。

　　高端服务器集成四至八颗处理器，而数据中心往往配备上千台服务器

　　幸运的是，经过十余年的研究硅光子工艺终于到了大规模实用化的程度。Intel和IBM的相关技术现在离产业化只有一步之遥。硅光学技术不仅能大幅提高芯片互联带宽，还远比传统的铜电路节省能源和散热需求，对云计算产业意义重大。虽然在商业化初期使用该技术的芯片成本会很高昂，但习惯了售价数千乃至数万美元的处理器的客户并不会在意每块处理器几百美元的成本提升。芯片间信号通路改用光路后，大量芯片的联合计算性能会成倍增长，同时总体能耗明显下降，大大提高了服务器集群的效率。

　　未来

　　在 Intel和IBM两大巨头的推动下，硅光学技术很快就会在数据中心、超级计算机领域普及。不过在消费级产业这项技术很难有用武之地：智能设备和PC本来就没那么多芯片，自然也用不上高大上的芯片间光信号传输。新技术将更多以间接的形式影响我们的生活：未来云计算平台的性能快速增长可以为普通用户提供更快更好的信息服务，背后的功臣之一就是硅光学技术。在半导体工艺达到物理极限，革命性的新计算机尚未出现之前，硅光学技术将负责填补空缺，尽可能延续摩尔定律。