왜 그렇게 되었습니까?얇은 필름 리?? 니오바트 갑자기그렇게 인기가 되나요?

얼마 전, NVIDIA의 CEO인 젠슨 후앙은 다음 세대의 인공지능을인프라할 것요구a거대한 금액광학 상호 연결,구리 케이블더 이상 충족 할 수 없습니다수요.

이건 공포론이 아닙니다.

우리 는 빛 의 세상 에 들어오고 있다

그리고빠른 개발정보 기술,세계적 데이터교통은성장기하급수적으로, 그리고수요정보용용량그리고가공 능력계속상승운전자:신흥5G 통신, 사물 인터넷, 클라우드컴퓨터큰데이터, 인공지능, 전통적인전자통신 시스템은점점 더대역폭의 곤경과 높은 전력소비도전

광 통신 기술, 높은 대역폭, 낮은손실, 그리고 전자기간섭이러한 과제들에 대한 핵심적인 해결책이 되었습니다.

의기본다음 세대의 인공지능이인프라반드시신뢰광학 상호 연결에 중점을 둔 것은컴퓨터GPU 클러스터가 수만 개 또는 수십만 개의 카드로 확장됨에 따라채널 데이터비율은이동 향해224G.계층,구리 케이블쏘고 있어요.한계 부과에 의해피부효과 및 다이 일렉트릭손실,압축그들의효과적 전송 거리2미터 미만입니다.요구사항가로로서버 라크.

동시에 모든 광학 연결은줄여전력소비 당단위 대역폭이 40% 이상 증가하여 가장 많은유망한문제를 해결하기 위한 방법에너지-효율성 위기인공지능 공장에서

리?? 니오바트: 기다린 물질수십 년그 순간

전기 광학 변조기, 또는 EOM는 핵심입니다부품광통신 시스템에서주요기능은변환그리고 조절전기 신호광학으로신호그들의 성과직접 영향을 미칩니다.의전송속도, 전력소비,신호품질, 그리고안정성의전체통신 시스템

전체적으로광섬유 통신 시스템의 구조

리?? 니오바트 (Lithium niobate, 또는 LiNbO3) 는 전기 광학에 중요한 물질이다. 우수한 전기 광학 효과와 비교적 높은 굴절 지수는 약 2이다.2약 350nm에서 5μm의 넓은 투명성 창과 강한 화학적 안정성으로 광학 커뮤니티에서는 오랫동안 광학 실리콘으로 간주되었습니다.리?? 니오바이트는 전기 광학 변조기에 널리 사용되었습니다..

그러나 리?? 니오바이트는 시스템 수준에서 필수적이었지만 칩 수준 통합의 물결 동안 거의 30 년 동안 크게 뒤쳐졌습니다.

그 이유 는 전통적인 대용량 리?? 니오바트 변조기 의 한계 에 있다. 이 장치 들 은 전기장 을 이용하여 빛 의 위상 또는 강도를 조절 함 으로 광적 신호 를 변조 한다.하지만, 재료의 물리적 특성 및 기존 처리 기술의 한계로 인해 대용량 리?? 니오바트 파도 안내기는 일반적으로 밀리미터에서 센티미터 규모입니다.이것은 광장과 전기장의 상호 작용 효율을 제한합니다., 즉 효과적인 변조는 종종 몇 볼트에서 수십 볼트까지의 높은 구동 전압을 필요로합니다.

또한, 장치의 크기가 크기 때문에 실리콘 광학 플랫폼과 통합하기가 어렵고, 칩 수준의 광전자 시스템에서의 응용을 제한합니다.전통적인 처리 방법 또한 비교적 높은 파도 선도 전송 손실을 초래, 장치의 효율성과 장거리 전송 성능을 더욱 제한합니다.

그 결과 실리콘 광학, InP, SiN 같은 플랫폼이 급속히 성장하기 시작했습니다.리?? 니오바이트는 한때 뛰어난 성능을 가진 물질로 여겨졌지만 확장성이 낮고 통합 밀도가 낮았습니다..

얇은 필름 기술 이 산업 이 필요로 하는 바로 그 때 에 도착 하였다

전환점은 얇은 필름 리?? 니오바트 (TFLN) 기술의 성숙과 함께 일어났습니다.

얇은 필름 리?? 니오바트는 ′′리?? 니오바트 ′′열대 ′′지판 ′′이테로겐 구조를 기반으로합니다.크리스탈 이온 썰기 및 화학 기계 닦기 같은 첨단 제조 기술을 통해, 단일 결정 리?? 니오바트 얇은 필름은 대용량 물질에서 분리되어 실리콘, 사파이르 또는 실리콘 이산화 같은 기판으로 옮겨질 수 있습니다.

대용량 리?? 니오바트와 비교하면 얇은 필름 리?? 니오바트는 훨씬 강한 광적 격리와 함께 미생물 규모의 파도 유도 구조를 가능하게합니다.이것은 광장과 전기장의 상호 작용 효율을 크게 향상시킵니다., 종종 수십 배로, 따라서 운전 전압을 크게 줄이고 장치 크기를 줄입니다.

또한 얇은 필름 리?? 니오바트의 낮은 전송 손실은 장거리 광학 통합 회로에서 독특한 장점을 제공합니다.실리콘 기반 플랫폼과의 호환성은 또한 이질적인 통합 광학에 대한 새로운 경로를 제공합니다..

리?? 니오바트 단일 결정 얇은 필름, 출처: Jinan Jingzheng Electronics Co., Ltd.

기술의 대중화 여부는 부분적으로 그것이 얼마나 좋은지에 달려 있고 부분적으로 시대가 적절한 응용 수요를 부여하는지 여부에 달려 있습니다.

몇 가지 주요 성능 지표를 살펴보면 TFLN가 1.6T와 3.2T 시대에 적극적으로 채택되는 이유는 분명합니다.

1. 대역폭:100GHz를 쉽게 넘어서고 200GHz로 향하고 있습니다.
2. 전력 소비:단 10개의 페메토주울만 있습니다.
3. 신호 품질:낮은 삽입 손실, 극히 낮은 진동, 그리고 우수한 선형성.
4. 다양성:하나의 플랫폼은 전기 광학, 비선형, 양자 광학 기능을 지원할 수 있습니다.

산업 수요의 관점에서, AI 컴퓨팅 파워는 폭발적으로 증가하고 있습니다. 데이터 센터 광학 상호 연결은 400G에서 800G, 1.6T, 심지어 3.2T로 빠르게 업그레이드되고 있습니다.이 시대는 바로 얇은 필름 리?? 니오바이트가 만들어졌던 시대입니다..

예를 들어 오늘날 많이 논의되고 있는 공동 패키지 광학 (CPO) 을 들어보죠.CPO는 앞 패널 플러그 가능한 모듈에서 광 엔진을 스위치 칩 또는 ASIC와 같은 패키지 기판에 직접 이동합니다.NVIDIA가 스펙트럼-X 및 퀀텀 시리즈를 위한 대량 생산 CPO 솔루션에서 주도권을 잡은 후 측정 결과는 눈에 띄었습니다. 삽입 손실은 약 22 dB에서 약 4 dB로 감소했습니다.신호 무결성 약 63배 향상, 시스템 광학 전력 효율은 최대 5배까지 증가했습니다.

그러나 CPO는 단순히 기존 광학 모듈을 새로운 위치로 이동시키는 것이 아닙니다. 패키지 부피가 급격히 감소하고 전력 예산이 뼈까지 절감됩니다.열 조건이 더 심해집니다., 그리고 전기 환경은 매우 요구가 됩니다. 광학 엔진 내부의 모든 구성 요소는 물리적 한계에 밀려갑니다.

이 새로운 제약 하에서 얇은 필름 리?? 니오바이트가 정확히 적절한 시간에 도착했습니다. 그것은 "성능 기준"에서 "공학 필요성"으로 발전했습니다.

다른 말로, 얇은 필름의 리?? 니오바이트는 단순히 더 얇아졌기 때문에 인기를 얻지는 않았습니다.하지만 인공지능 컴퓨팅 인프라가 결국 TFLN을 구조적 부하를 운반하는 기술로 필요로 하는 수준에 도달했기 때문입니다..

그래서 우리는 NVIDIA가 코헤런트와 루멘텀 같은 회사들에 40억 달러를 투자하는 것을 보고 있습니다.두 회사가 함께 전 세계 고급 얇은 필름 리?? 니오배트 모듈러 시장의 약 80%를 차지합니다..