De acordo com pt.wedoany.com-A STMicroelectronics está intensificando seus investimentos no mercado de silício fotônico, buscando impulsionar o crescimento a partir da forte demanda por tecnologias de rede óptica em data centers de inteligência artificial (IA). A empresa está atualmente colaborando com clientes nos Estados Unidos e na China para fortalecer sua posição no mercado.
Park Joong-ho, diretor da STMicroelectronics, revelou em uma conferência sobre comunicação óptica e tecnologias de interconexão para data centers de IA realizada em 24 de junho no Posco Tower Yeoksam, em Seul, que a empresa vem se preparando para a tecnologia de silício fotônico há quase uma década, mas que anteriormente a demanda por implantação em larga escala de comunicação óptica de alto desempenho não era forte. Ele afirmou que, com os modelos de IA e a infraestrutura de data centers atingindo agora o nível de gigawatt (GW), a comunicação óptica se tornou uma tecnologia fundamental.
Além de seus negócios principais tradicionais, como microcontroladores (MCUs) e semicondutores de potência, a STMicroelectronics começou recentemente a gerar receita com circuitos integrados fotônicos (PICs). Park Joong-ho explicou que um dos maiores fabricantes de transceptores ópticos da China encomendou recentemente o chip PIC100, e o valor deste pedido equivale a aproximadamente 5% a 10% da receita anual da empresa. Park Joong-ho destacou que, embora o produto ainda não tenha entrado totalmente em produção madura em larga escala, o cliente demonstrou forte disposição para cooperar, estando disposto a concluir todo o processo de desenvolvimento e colaborar para enfrentar os desafios. Este transceptor óptico, usado para converter sinais elétricos em sinais ópticos e vice-versa, está evidenciando a forte demanda do mercado por chips fotônicos.
O PIC100 é um dispositivo de silício fotônico de alto desempenho baseado em uma plataforma de wafer de 300 mm, que integra em um único chip moduladores ópticos para converter informações digitais, fotodetectores para receber sinais e componentes passivos como guias de onda de silício e nitreto de silício (SiN). Esta arquitetura reduz o número de componentes e o consumo de energia, ao mesmo tempo que aumenta a confiabilidade. Anteriormente, a STMicroelectronics já havia desenvolvido produtos predecessores como PIC10, PIC20 e PIC50. A parte de modulação óptica do chip utiliza um modulador Mach-Zehnder (MZM) de alta velocidade com uma estrutura de junção p-n otimizada. Ao reduzir significativamente a resistência durante a transmissão do sinal, a largura de banda elétrica e óptica do dispositivo excede 50 GHz, permitindo que mais sinais elétricos sejam convertidos em sinais ópticos. Quando um sinal elétrico de alta velocidade é aplicado, a rápida formação e dissipação da barreira de carga na junção p-n altera sutilmente a fase da luz que passa pelo guia de onda adjacente, realizando a conversão eletro-óptica.
No lado da recepção do sinal óptico, o dispositivo integra um fotodiodo de germânio-silício otimizado para detecção de alto desempenho, com largura de banda do fotodetector atingindo 80 GHz, superando o modulador óptico. A taxa de transmissão de dados por canal óptico é de 200 Gbps, e o design suporta velocidades futuras de 400 Gbps. A perda de acoplamento óptico entre o chip e a fibra é controlada para menos de 1 decibel (dB). Para extrair ainda mais desempenho, a STMicroelectronics combina o PIC100 com o circuito integrado eletrônico (EIC) B55X. O B55X gerencia funções como controle da fonte de laser e processamento de sinais elétricos, sendo baseado em uma plataforma BiCMOS de 55 nm, que integra transistores bipolares (BJTs) com dispositivos CMOS no mesmo substrato, combinando a alta velocidade e potência dos BJTs com a integração e eficiência energética do CMOS. O B55X processa eficientemente sinais elétricos na faixa de 400 GHz a 500 GHz.
A STMicroelectronics adotou uma arquitetura 3D semelhante à memória de alta largura de banda (HBM), empilhando verticalmente o PIC100 e o B55X usando tecnologias de interconexão como through-silicon vias (TSVs) e microbumps, criando um motor óptico de alto desempenho. Este design minimiza a perda de sinal e permite alta integração com unidades centrais de processamento (CPUs) e unidades de processamento gráfico (GPUs) através da tecnologia de fotônica copackaged (CPO). Park Joong-ho mencionou que o rápido crescimento do mercado de silício fotônico aumentou significativamente o interesse dos investidores, com as ações da STMicroelectronics subindo cerca de quatro vezes em apenas alguns meses. Ele prevê que a participação da tecnologia de silício fotônico no mercado de transceptores ópticos continuará a se expandir nos próximos anos. No ano passado, a STMicroelectronics revelou que estava trabalhando em estreita colaboração com a Amazon Web Services (AWS) para planejar a implantação da tecnologia PIC100 em aplicações de data centers.
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