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GLOBALFOUNDRIES硅光子技术将探索如何在光收发器应用场景下运用光的力量。
过去十年以来，硅光子学正逐步成为一大备受关注的热门领域。今天，人类社会面临的问题非常简单——我们需要更高的传输带宽，但解决方案却极为困难。我们需要在数据中心内的各服务器之间建立更强大的传输通道，要求在不同数据中心之间实现快速连接，同时也希望将整个电信基础设施牢牢统一起来。然而，由于摩尔定律面临严峻挑战，缩小芯片并将不同组件连接起来的操作难度变得越来越高。这时候，硅光子学——即利用光学I/O实现数据的快速传输——成为新的希望。而在这方面，全球领先的晶圆制造厂GlobalFoundries也开始发力，希望在硅光子领域有所建树。
很多朋友可能跟我一样，并不太关注GlobalFoundries的动态，甚至不清楚他们在硅光子技术领域有怎样的储备。但无论如何，目前该公司已经正式进军硅光子行业，而且我个人推断他们至少占有10%的硅光子代工市场份额。他们到底是怎么做到的？GlobalFoundries当下的运营状况又是如何？下面咱们具体来谈。
GLOBALFOUNDRIES的硅光子解决方案针对主体增长市场做出了专门优化。
GlobalFoundries如何进军硅光子市场
跟很多朋友想象中一样，GlobalFoundries的硅光子市场进军之路也是从收购开始的。早在2015年，他们就收购了IBM旗下的微电子业务，在半导体技术的开发、设计与制造方面储备有16000多项专利与应用技术，同时掌握着大量经验以及专业知识。以此为基础，GlobalFoundries公司还通过IBM在RFSOI（绝缘芯片上搭载射频芯片）方面的研究工作，快速消化吸收蓝色巨人积累十余年的硅光子技术，并最终以此为基础建立起属于自己的业务体系。
在接下来的2016年，GlobalFoundries又与客户开展合作，公布了其硅光子技术路线图。这份发展路线图最初是为5G技术以及内部数据中心（IDC）市场提供解决方案，专门在10公里以内应用距离范围下提供每秒40 Gb的带宽容量。但为了进一步冲击市场并全面实现光通信，GlobalFoundries公司于2017年同专门从事硅光子I/O解决方案开发的初创企业Ayar Labs联手。在此次合作中，两家公司决定致力于通过差异化硅光子解决方案共同为GlobalFoundries开发商业化成果，其中将结合GlobalFoundries的45纳米CMOS制程工艺与Ayar的CMOS光子I/O技术。据合作双方称，其结果能够带来10倍于传统铜导线的I/O带宽，同时将功耗降低至五分之一。
2018年，GlobalFoundries公司又发布了关于硅光子技术路线图的最新细节。他们宣布已经通过300毫米晶圆确认了首套90纳米制程工艺设计。利用这一90纳米工艺，GlobalFoundries方面开发出其硅光子平台90WG。据介绍，该平台能够在每个波长周期内支持每秒100 Gb传输带宽，因此最高可实现高达800Gbps的客户端数据传输速率。与此同时，GlobalFoundries还宣称，其下一代硅光子平台45CLO将于2021年在其纽约州马耳他的工厂内投付生产。
态势总结
从目前来看，全球市场对硅光子技术以及由此衍生出的数据中心连接类解决方案的需求正在不断增长。
GlobalFoundries硅光子业务副总裁Anthony Yu最近分享了关于硅光子业务进展的最新情况，以及这一领域目前的总体态势。根据Yu的介绍，该公司一直在通过其90纳米平台满足数据中心市场的需求，并努力在未来开发当中全面实现芯片间互连，进而带来每秒TB级别的传输带宽。
2017年到2019年，GlobalFoundries与Ayar Labs的合作关系取得重大进展，相关成果也应运而生。去年，与英特尔共同封装的超级计算小芯片，正是GlobalFoundries公司DARPA PIPES（超可扩展封装光子）项目的一部分。PIPES项目的目标，是利用光学I/O带来高数据吞吐量、超低功耗以及更长的CPU/SOC间数据传输距离。
最后，GlobalFoundries公司于2019年宣布与MACOM Technology Solutions建立起新的合作伙伴关系，希望将硅光子技术扩展至超大规模云数据中心与5G网络领域。为了实现这一目标，两家公司宣布将使用GlobalFoundries的90WG光学产品增强MACOM的激光光子集成电路平台，充分满足这类应用场景的实际需求。两家公司宣称，此举将实现主流L-PIC方案在超大规模数据中心与5G网络互连环境中的部署，有望带来100G、400G甚至“更高”的传输能力。
GLOBALFOUNDRIES的探索，有望进一步发掘摩尔定律的潜能空间。
总结
在未来几年当中，数据中心业务的蓬勃发展仍然不会止歇。预计到2021年，全球数据中心产生的IP数据流量将高达20.6ZB。与之对应，2017年的全球数据流量仅为9.1ZB。当然，随之而来的是更加严苛的互连传输速率要求。
GlobalFoundries方面估计，到2024年，基于硅光子技术的收发器（包括III-V半导体与硅光子模块）将在总值40亿美元的整体市场中占据可观份额，且年均复合增长率将达到惊人的44.5%。对于GlobalFoundries而言，这无疑是一片巨大的潜在市场。通过对IBM微电子业务的战略性收购，加上同Ayar Labs以及MACOM等企业伙伴的通力合作，GlobalFoundries已经悄然成为硅光子领域的一股新兴力量。目前，硅光子产品制造已经占据GlobalFoundries全部晶圆代工业务中的10%；如果能够继续保持这种迅猛的发展速度，相信这家世界闻名的晶圆代工厂商将很快成为硅光子市场上的又一支柱性参与者。
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