Large‐scale silicon photonics switches for AI/ML interconnections based on a 300‐mm CMOS pilot line

硅光子学 光子学 光开关 网络拓扑 计算机科学 串扰 电子工程 插入损耗 拓扑(电路) 带宽(计算) CMOS芯片 波导管 硅 平面的 材料科学 分组交换 钥匙(锁) 混合硅激光器 波分复用 电路切换 布线(电子设计自动化) 光通信 光子集成电路 交叉开关 电气工程 光学计算 电信 工程类
作者
Keijiro Suzuki,Ryotaro Konoike,Siim Heinsalu,Shu Namiki,Hitoshi Kawashima,Kazuhiro Ikeda
出处
期刊:Nanophotonics [De Gruyter]
卷期号:14 (27): 4927-4939 被引量:3
标识
DOI:10.1515/nanoph-2025-0475
摘要

Silicon photonics switches are emerging as a key technology for realizing energy-efficient networks, spanning from intra data center to wafer-scale interconnections. This review focuses on recent developments and prospects of silicon photonics switches operating in the O-band, which is widely used in computing networks designed for artificial intelligence and machine learning applications. We first review our recent works on O-band silicon photonics switches fabricated by 300-mm silicon photonics technology. Specifically, we have expanded the port count of our O-band switches from 8 × 8 to 32 × 32 implemented with double Mach-Zehnder switch elements for a broad operating bandwidth. This switch achieved a 70-nm bandwidth for a crosstalk of less than -20 dB, and an average on-chip loss of 11.8 dB. Next, we discuss switch topologies optimized for wafer-scale interconnection. Conventional switch topologies typically have their input and output ports at opposite ends of the switch matrix, respectively, which poses challenges of long propagation distances and many waveguide intersections for off-chip planar waveguide routing to connect xPUs on substrate. To address this, we propose a topology where input and output ports are placed adjacently. An O-band 8 × 8 switch based on this topology was fabricated and experimentally demonstrated. Finally, we discuss the prospects and challenges of silicon photonic switches. Key issues include insertion loss, switching speed, crosstalk and operating bandwidth, and polarization dependence. These aspects are examined with reference to reports from other research groups, highlighting both current limitations and potential directions for further improvement.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
Carsen发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
阿怪发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
搜集达人的应助被sunny采纳,获得10
1秒前
芬芬完成签到,获得积分0
2秒前
2秒前
2秒前
孙同学完成签到,获得积分10
3秒前
375195420完成签到,获得积分10
3秒前
漂流红枣发布了新的文献求助10
5秒前
求文得文完成签到 ,获得积分10
6秒前
五十二赫兹完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
言火完成签到,获得积分10
7秒前
爆米花的应助被朴素的啤酒采纳,获得20
8秒前
留下鱼丸完成签到 ,获得积分10
8秒前
蓝天的应助被Real采纳,获得10
9秒前
My关注了科研通微信公众号
10秒前
无敌学术王王完成签到,获得积分10
10秒前
Julia驳回了蓝天的应助
11秒前
传奇3的应助被xixi采纳,获得10
11秒前
zq1992nl完成签到,获得积分10
11秒前
刘孟芮完成签到 ,获得积分10
12秒前
14秒前
14秒前
14秒前
Elaiuk完成签到,获得积分10
14秒前
1122SS发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
lllljh完成签到,获得积分10
16秒前
Akim的应助被XiaoYu采纳,获得10
17秒前
仿生人完成签到,获得积分10
17秒前
Kkk发布了新的文献求助10
17秒前
LLLLLL完成签到,获得积分10
18秒前
情怀的应助被不发Nature不改名采纳,获得10
18秒前
情怀的应助被王佟采纳,获得10
18秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143550
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542960
关于积分的说明 21654992
捐赠科研通 7728950
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422072
关于科研通互助平台的介绍 2547404
邀请新用户注册赠送积分活动 2464908