满足大型数据中心需求 VCSEL元件制程大突破

台湾大学光电所暨电机系近期宣布，该系已与交通大学光电系成功开发出少数模态与单一模态高速垂直共振腔面射型雷射（VCSEL）组件，在提升整体 *** 作效率上，有重大突破进展。VCSEL可应用于大型数据中心、超级计算机内的连接，在数据分析需求不断攀升的带动下，预期VCSEL未来产值将超过十亿美元。

VCSEL已被纳入以太网络标准规范（IEEE 802.3 bs），是未来短距传输的主要光源，因其具有低功耗、高效率及高速等特性，将能显著带动网络产业的效率及功能。由两校所共同开发的组件，在与相关IC封装后，将可组成光收发器，进一步运用于数据中心的高速光纤传输网络。

VCSEL虽然非常的小，但它影响了数据交换中心的光纤速度。目前全世界在VCSEL直接调变传输位，率先领先的研究团队有瑞典查尔摩斯工学院、美国伊利诺大学香槟校区，与加州大学圣塔芭芭拉分校。台湾大学光电所暨电机系所长林恭如表示，近期在台大与交大的合作努力下，台湾研究团队的进度已经迎头赶上，甚至在许多关键参数上有所超越。这些成果也将在2017年春季的美国光纤通讯会议（OFC）上进行发表。

近期VCSEL主要的技术突破在于藉由扩散技术，成功降低半导体电阻，解决面射型雷射在小氧化孔径面临的困境，以提高少数模态与单一模态VCSEL组件的整体 *** 作效率。

该组件经由44Gbit/s的开关键调变（OOK）、50Gbit/s的4阶脉冲振幅调变（PAM4），或高达92Gbit/s的正交振幅频率调变（QAM-OFDM），直接对光载波携带通讯讯号进行调变，并在多模光纤中传输。而该VCSEL组件开发完成后，目前已由高雄应用科技大学电子系教授施天从的研发团队，负责封装成高速光传输器模块。

台湾大学光电所暨电机系教授吴肇欣表示，与目前商用化的VCSEL相比，本计划的开关键调变，藉由特殊优化的制程，无论是在带宽，还是讯号对噪声的比例上，皆增加不少。

施天从表示，此VCSEL组件属于台湾的原创设计，从设计、晶圆制作、制程、封装皆是在台湾进行。虽然去年400Gbit/s的模块已经产生，不过其体积比较大，未来将进一步缩小到与现行100Gbit/s模块的体积一样大。

林恭如则补充，该组件现已能立即应用于数据中心传输器，作为主要载波光源。相信在转移至国内厂商后，将能显著提升台湾相关业者在全球市场上的竞争力。