盡管專家們一直認(rèn)同，PCB和處理器最終都需要光互連技術(shù)，但這項(xiàng)技術(shù)何時(shí)能實(shí)現(xiàn)，以及該怎樣實(shí)現(xiàn)仍然未知。在ISSCC（國(guó)際電子電路研討會(huì)）上，與會(huì)者就光互連技術(shù)展開(kāi)了深入探討。

　　如今，處理器性能不斷提升，然而落后的I/O能力，卻又使處理器的性能無(wú)法發(fā)揮極致。同樣，互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸能力正在以每10年100倍的速度增長(zhǎng)，但處理器和光骨干網(wǎng)的互連技術(shù)并沒(méi)有增長(zhǎng)得那么快。

　　“越來(lái)越多的證據(jù)表明，1 byte per flop（處理器端不發(fā)生數(shù)據(jù)停滯）將是2020年前制約處理器發(fā)展的主要局限。”來(lái)自斯坦福大學(xué)光學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室David Miller在ISSCC的圓桌會(huì)議上表示。

　　“現(xiàn)在光學(xué)正在變得越來(lái)越具吸引力，”會(huì)議主席、美國(guó)新思科技科學(xué)家John Stonick說(shuō)，“但現(xiàn)在最大的問(wèn)題是我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)光學(xué)互連的商業(yè)化價(jià)值。”

　　來(lái)自NEC公司的光學(xué)專家Keishi Ohashi稱，光學(xué)技術(shù)的發(fā)展很可能延續(xù)硬盤(pán)發(fā)展老路——磁頭式硬盤(pán)通過(guò)將近二十年的時(shí)間才從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化。

　　IBM研究院的光學(xué)專家Bert Offrein以IBM自己的光學(xué)互連研究為例。2008年，IBM曾利用光學(xué)互連技術(shù)制造了第一臺(tái)petaflop級(jí)服務(wù)器，2011年，其將光學(xué)互連技術(shù)應(yīng)用到高端服務(wù)器Power P775中——這臺(tái)服務(wù)器使用56根光纖電纜，通過(guò)連接Avago的56個(gè)高性能光學(xué)收發(fā)器與IBM的CPU相連接。“盡管使用了收發(fā)器，但組成光學(xué)系統(tǒng)仍需要100步裝配步驟，”Offrein說(shuō)，“這對(duì)于某些高性能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)還可以接受，但對(duì)于那些一般的服務(wù)器來(lái)說(shuō)，則需要更簡(jiǎn)單的方式。”

　　Offrein稱，制造商們正在試圖采用多種方法研究10Gb光互連技術(shù)，但至今仍為有量產(chǎn)型方案出現(xiàn)。未來(lái)，光互連層有可能是3D堆疊技術(shù)中的一層，但需要在基板上使用微機(jī)械鏡或波導(dǎo)管等技術(shù)，IBM等公司正在致力于這一領(lǐng)域的研究。

　　英特爾硅光子研究室的Mario Paniccia介紹了英特爾的研究進(jìn)展，2011年，英特爾采用CMOS工藝設(shè)計(jì)了包含4個(gè)12.5Gb/s的光纖收發(fā)器，不過(guò)目前一切尚未完善。Paniccia說(shuō)：“這項(xiàng)研究給予了我們信心，未來(lái)通過(guò)提升收發(fā)器速度或增加通道數(shù)，傳輸速度有可能達(dá)到1Tb/s以上。”

　　“但現(xiàn)在仍有大部分問(wèn)題沒(méi)有解決，比如連接技術(shù)要使用什么芯片級(jí)的連接器。”Paniccia說(shuō)，“此外，在相同的傳速速率下，光傳輸要比電子傳輸消耗更多的能量。”最后，他表示：“我想，隨著應(yīng)用程序?qū)挕⒕嚯x或內(nèi)容需求的增加，硅光子的應(yīng)用會(huì)實(shí)現(xiàn)的。”

　　斯坦福大學(xué)的Miller說(shuō)，目前Finisar和Luxtera等大多數(shù)的光學(xué)公司缺乏資金實(shí)力而不能肩負(fù)開(kāi)拓硅光子研究領(lǐng)域的重任。但硅光子技術(shù)的研究有廣闊的空間和前景。

　　Miller說(shuō)，目前還有很多解決光互連的技術(shù)，比如將鍺用于嵌入光源的芯片，從而規(guī)避了使用硅材料帶來(lái)的熱效應(yīng)，又或者將整合了光子調(diào)節(jié)器的外部光源技術(shù)用于芯片等。