[轉載] 晶片傳輸技術突破 清大團隊成功開發PAM-4高速傳收機

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隨著科技快速發展，晶片設計技術也面臨越來越高的效能與速度需求。在國科會「關鍵新興晶片設計研發計畫」支持下，由國立清華大學電機工程學系彭朋瑞副教授、謝秉璇副教授、電子工程研究所劉怡君副教授，以及國家實驗研究院台灣半導體研究中心林銘偉博士共同組成的研究團隊，成功開發「四階脈衝振幅調變（PAM-4）傳收機」，可大幅提升未來AI資料中心與高速晶片的資料傳輸效率。

國立清華大學電機工程學系彭朋瑞副教授表示，這項技術結合共封裝光元件（Co-packaged Optics,
CPO）模組，單通道傳輸速度可達100Gb/s，未來有機會取代傳統插拔式光電傳輸架構，滿足更高速、低耗能的傳輸需求。團隊已針對相關技術取得6件美國發明專利及8件中華民國發明專利，並衍生多項產學合作計畫。未來將持續推動技術落實產業應用，強化我國在高速傳輸與矽光子技術領域的發展實力。

彭朋瑞副教授補充，四階脈衝振幅調變（PAM-4）傳收機是將原本只有2種訊號變化的傳輸方式，提升為4種不同訊號，因此能在相同時間內傳送更多資料，大幅提高資料傳輸速度。不過，訊號種類變多後，接收與判讀資料的難度也會提高。對此，研究團隊提出新的接收機設計，利用低解析度類比數位轉換器，完成高速資料取樣與解調，不但能維持高速傳輸，也能降低系統複雜度。這項技術還能有效降低整體功耗。

除了PAM-4傳收機外，團隊也以100Gb/s電傳收機晶片為核心，搭配矽光子載板上的高速光電元件，再透過異質整合封裝技術，成功開發出CPO模組與高速矽光子載板技術。矽光子技術是利用矽晶片製作光學元件，讓光訊號可以直接在晶片上傳輸與處理。相較於傳統插拔式光模組，CPO模組整合度更高，不但能縮短傳輸距離，也能有效提升頻寬、降低耗電。

由於光訊號比傳統電子訊號擁有更高頻寬、耗電更低的優勢，因此特別適合應用於高速資料傳輸與人工智慧資料中心。研究團隊目前也已成功開發每秒100Gbps的矽基微環調變器（Micro-Ring
Modulator, MRM），並整合頻寬超過50GHz的高速光偵測器，進一步提升高速光電整合技術能力。

參考閱讀

晶片傳輸技術突破 清大團隊成功開發PAM-4高速傳收機,國立教育廣播電台 ・ 5 分鐘前

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