矽光子學突破：晶圓上整合雷射器實現更快、更高效的運算

來自美國和歐洲的研究人員在矽光子學領域取得了一項重大進展，他們成功地在矽晶圓上直接製造了微型雷射器。這項創新在《自然》雜誌上詳細介紹，包括在矽晶片上「生長」雷射器，這一過程增強了可擴展性，並與用於電子晶片的現有CMOS製造工藝相容。

這一突破解決了長期存在的一個主要挑戰：將光源與矽晶片整合。傳統方法涉及連接單獨的雷射器，這會降低運行速度並增加成本。通過直接在晶片上創建雷射器，可以使用光子更快地傳輸數據，與電子相比，提供更大的數據容量和更低的能量損耗。

該團隊在單個300毫米矽晶圓（行業標準）上嵌入了300個功能雷射器。該雷射器產生波長為1,020奈米的光，非常適合電腦晶片之間的短距離傳輸。該晶片可以顯著提高運算效能並降低數據中心的能耗。該雷射器僅需要5毫安的閾值電流，類似於電腦滑鼠中的LED，其輸出功率約為1毫瓦。雖然在室溫（25°C）下可以連續運行500小時，但在55°C左右效率會降低。這一演示標誌著朝著更高效、更強大的運算邁出了重要一步，為數據通訊、機器學習和人工智慧領域經濟高效、高效能的光學器件鋪平了道路。