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GLOBALFOUNDRIES矽光子技術将探索如何在光收發器應用場景下運用光的力量。
過去十年以來，矽光子學正逐漸成為一大備受關注的熱門領域。今天，人類社會面臨的問題非常簡單——我們需要更高的傳輸帶寬，但解決方案卻極為困難。我們需要在資料中心内的各伺服器之間建立更強大的傳輸通道，要求在不同資料中心之間實作快速連接配接，同時也希望将整個電信基礎設施牢牢統一起來。然而，由于摩爾定律面臨嚴峻挑戰，縮小晶片并将不同元件連接配接起來的操作難度變得越來越高。這時候，矽光子學——即利用光學I/O實作資料的快速傳輸——成為新的希望。而在這方面，全球領先的晶圓制造廠GlobalFoundries也開始發力，希望在矽光子領域有所建樹。
很多朋友可能跟我一樣，并不太關注GlobalFoundries的動态，甚至不清楚他們在矽光子技術領域有怎樣的儲備。但無論如何，目前該公司已經正式進軍矽光子行業，而且我個人推斷他們至少占有10%的矽光子代工市場佔有率。他們到底是怎麼做到的？GlobalFoundries當下的營運狀況又是如何？下面咱們具體來談。
GLOBALFOUNDRIES的矽光子解決方案針對主體增長市場做出了專門優化。
GlobalFoundries如何進軍矽光子市場
跟很多朋友想象中一樣，GlobalFoundries的矽光子市場進軍之路也是從收購開始的。早在2015年，他們就收購了IBM旗下的微電子業務，在半導體技術的開發、設計與制造方面儲備有16000多項專利與應用技術，同時掌握着大量經驗以及專業知識。以此為基礎，GlobalFoundries公司還通過IBM在RFSOI（絕緣晶片上搭載射頻晶片）方面的研究工作，快速消化吸收藍色巨人積累十餘年的矽光子技術，并最終以此為基礎建立起屬于自己的業務體系。
在接下來的2016年，GlobalFoundries又與客戶開展合作，公布了其矽光子技術路線圖。這份發展路線圖最初是為5G技術以及内部資料中心（IDC）市場提供解決方案，專門在10公裡以内應用距離範圍下提供每秒40 Gb的帶寬容量。但為了進一步沖擊市場并全面實作光通信，GlobalFoundries公司于2017年同專門從事矽光子I/O解決方案開發的初創企業Ayar Labs聯手。在此次合作中，兩家公司決定緻力于通過差異化矽光子解決方案共同為GlobalFoundries開發商業化成果，其中将結合GlobalFoundries的45納米CMOS制程工藝與Ayar的CMOS光子I/O技術。據合作雙方稱，其結果能夠帶來10倍于傳統銅導線的I/O帶寬，同時将功耗降低至五分之一。
2018年，GlobalFoundries公司又釋出了關于矽光子技術路線圖的最新細節。他們宣布已經通過300毫米晶圓确認了首套90納米制程工藝設計。利用這一90納米工藝，GlobalFoundries方面開發出其矽光子平台90WG。據介紹，該平台能夠在每個波長周期内支援每秒100 Gb傳輸帶寬，是以最高可實作高達800Gbps的用戶端資料傳輸速率。與此同時，GlobalFoundries還宣稱，其下一代矽光子平台45CLO将于2021年在其紐約州馬耳他的工廠内投付生産。
态勢總結
從目前來看，全球市場對矽光子技術以及由此衍生出的資料中心連接配接類解決方案的需求正在不斷增長。
GlobalFoundries矽光子業務副總裁Anthony Yu最近分享了關于矽光子業務進展的最新情況，以及這一領域目前的總體态勢。根據Yu的介紹，該公司一直在通過其90納米平台滿足資料中心市場的需求，并努力在未來開發當中全面實作晶片間互連，進而帶來每秒TB級别的傳輸帶寬。
2017年到2019年，GlobalFoundries與Ayar Labs的合作關系取得重大進展，相關成果也應運而生。去年，與英特爾共同封裝的超級計算小晶片，正是GlobalFoundries公司DARPA PIPES（超可擴充封裝光子）項目的一部分。PIPES項目的目标，是利用光學I/O帶來高資料吞吐量、超低功耗以及更長的CPU/SOC間資料傳輸距離。
最後，GlobalFoundries公司于2019年宣布與MACOM Technology Solutions建立起新的合作夥伴關系，希望将矽光子技術擴充至超大規模雲資料中心與5G網絡領域。為了實作這一目标，兩家公司宣布将使用GlobalFoundries的90WG光學産品增強MACOM的雷射光子內建電路平台，充分滿足這類應用場景的實際需求。兩家公司宣稱，此舉将實作主流L-PIC方案在超大規模資料中心與5G網絡互連環境中的部署，有望帶來100G、400G甚至“更高”的傳輸能力。
GLOBALFOUNDRIES的探索，有望進一步發掘摩爾定律的潛能空間。
總結
在未來幾年當中，資料中心業務的蓬勃發展仍然不會止歇。預計到2021年，全球資料中心産生的IP資料流量将高達20.6ZB。與之對應，2017年的全球資料流量僅為9.1ZB。當然，随之而來的是更加嚴苛的互連傳輸速率要求。
GlobalFoundries方面估計，到2024年，基于矽光子技術的收發器（包括III-V半導體與矽光子子產品）将在總值40億美元的整體市場中占據可觀份額，且年均複合增長率将達到驚人的44.5%。對于GlobalFoundries而言，這無疑是一片巨大的潛在市場。通過對IBM微電子業務的戰略性收購，加上同Ayar Labs以及MACOM等企業夥伴的通力合作，GlobalFoundries已經悄然成為矽光子領域的一股新興力量。目前，矽光子産品制造已經占據GlobalFoundries全部晶圓代工業務中的10%；如果能夠繼續保持這種迅猛的發展速度，相信這家世界聞名的晶圓代工廠商将很快成為矽光子市場上的又一支柱性參與者。
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原文釋出時間：2020-04-08
本文作者：Forbes
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