硅光子学突破：晶圆上集成激光器实现更快、更高效的计算

来自美国和欧洲的研究人员在硅光子学领域取得了一项重大进展，他们成功地在硅晶圆上直接制造了微型激光器。这项创新在《自然》杂志上详细介绍，包括在硅芯片上“生长”激光器，这一过程增强了可扩展性，并与用于电子芯片的现有CMOS制造工艺兼容。

这一突破解决了长期存在的一个主要挑战：将光源与硅芯片集成。传统方法涉及连接单独的激光器，这会降低运行速度并增加成本。通过直接在芯片上创建激光器，可以使用光子更快地传输数据，与电子相比，提供更大的数据容量和更低的能量损耗。

该团队在单个300毫米硅晶圆（行业标准）上嵌入了300个功能激光器。该激光器产生波长为1,020纳米的光，非常适合计算机芯片之间的短距离传输。该芯片可以显著提高计算性能并降低数据中心的能耗。该激光器仅需要5毫安的阈值电流，类似于计算机鼠标中的LED，其输出功率约为1毫瓦。虽然在室温（25°C）下可以连续运行500小时，但在55°C左右效率会降低。这一演示标志着朝着更高效、更强大的计算迈出了重要一步，为数据通信、机器学习和人工智能领域经济高效、高性能的光学器件铺平了道路。