晶片傳輸大突破 清大團隊開發「四階脈衝振幅調變傳收機」結合CPO提升傳輸效率

隨著科技快速發展，晶片設計技術正面臨前所未有挑戰，由清大電機系與國研院半導體研究中心共組研究團隊，今 (13) 日宣布成功開發「四階脈衝振幅調變 (PAM-4) 傳收機」，該技術結合共封裝光元件 (CPO) 模組，單通道傳輸速率可達 100Gb/s，有望取代傳統插拔式進行光電轉換的傳輸架構，滿足更高傳輸速率與更低功耗之需求。

研究團隊表示，PAM-4 傳收機係透過將傳送訊號，由傳統 2 種提升至 4 種不同可能的振幅輸出，以提高訊號承載資訊量，進而有效提升資料傳輸速率，為準確解調 4 種不同振幅訊號，接收端電路架構相對複雜。

對此，團隊提出創新之 PAM-4 接收機設計，此技術能有效降低整體功率消耗，相較於國外各大高速晶片公司於 100Gb/s 傳輸率下使用 7 奈米 (nm) 以下的製程，可在 28 奈米 (nm) 製程下，即能實現性能相當之傳收機電路與 CPO 並達到相同速度，為全球首創。

團隊表示，除 PAM-4 傳收機設計外，團隊亦以 100Gb/s 電傳收機晶片為核心，結合矽光子載板上之高速光電轉換元件，並透過異質整合封裝技術，成功開發出 CPO 模組，實現 CPO 模組需要高速之矽光子載板開發。

該團隊針對此計畫所開發之關鍵技術已取得 6 件美國發明專利及 8 件台灣發明專利，執行計畫期間也衍生多件產學合作計畫，未來將進一步落實於產業應用，推動我國在相關領域之發展。