格罗方德引领高性能硅光子与硅锗技术演进

格罗方德以高性能硅光子与硅锗技术，引领 200G/λ 演进，探索 400G/λ 方案，赋能光互联与数据中心发展。

随着云基础设施的规模化扩展与AI算力需求激增，数据中心正面临前所未有的挑战：需要在大幅提升带宽的同时，实现更高能效。尽管计算性能在快速提升，但系统瓶颈已转移至用于连接这些系统的光互联与光收发器上。

要实现更远的传输距离、更高的带宽密度及更低的单位比特能耗，亟需对光模块架构及其底层技术进行根本性变革。

引领 200G/λ 时代：

格罗方德可扩展硅光子技术与高性能硅锗（SiGe）解决方案

格罗方德的硅光子解决方案通过提升单波长（λ）传输速率、优化光输入输出能力及面向封装的集成能力，正在重新定义下一代纵向扩展（scale-up）与横向扩展（scale-out）架构中带宽的扩展方式。

格罗方德的硅光子技术可提供行业向 200G/λ 及更高速率演进所需的传输距离、带宽密度与能效水平。依托成熟的 300mm 晶圆制造与晶圆级测试能力，格罗方德打造了一个具备可扩展性、高灵活度且可量产的技术平台，能够适配未来更高传输速率与先进封装架构，具体能力包括：

支持 200G/λ PAM4 调制，为可扩展 1.6T 光收发器奠定基础

提供多种调制器方案，包括：

马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）、

微环（MicroRing）、RAMZI，

满足高速发射端架构需求

搭载高速光电探测器，实现先进接收端性能

集成氮化硅（SiN）波导与模斑尺寸转换器，提升光发射功率、耦合效率与长期可靠性

同时支持 V 型槽与标准边缘耦合光纤方案

基于硅通孔（TSV）的 2.5D/3D 集成技术，缩短电连接路径、降低功耗，并支持1.6T 速率下近封装光学（NPO）与共封装光学（CPO）应用

与之相辅相成，硅锗技术仍是支撑高性能光收发器的关键使能技术，为驱动与接收光信号的模拟及混合信号电路提供核心动力。

格罗方德已凭借SiGe8XP技术实现业界领先的 100G/λ 规模部署，如今更通过9HP+在内的新一代高性能硅锗解决方案，引领产业向200G/λ演进。格罗方德的 SiGe 9HP+ 平台在异质结双极晶体管（HBT）性能方面树立了新标杆，实现 340/410GHz 的特征频率/最高振荡频率（ft/fmax），同时提供业界最完备的 BiCMOS 工艺平台之一。该平台融合高速 HBT、先进 CMOS 集成、低损耗金属布线与高压 LDMOS 技术，成为当前高性能光收发器的首选技术平台。除晶体管速度优势外，SiGe 9HP+ 还具备关键的系统级价值：

更高集成密度，支持更紧凑、更优热效率设计;

丰富的高精度无源器件组合，包括金属电阻、MIM 电容与传输线；

业界领先的工艺设计套件（PDK）与器件模型，加速设计收敛、减少迭代次数。

这些能力共同帮助设计人员满足 200G/λ 时代在功耗、带宽及严苛外形尺寸方面的挑战。

光电器件一体化方案：

硅光子与硅锗协同集成

格罗方德的独特优势在于可实现硅光子与硅锗协同集成，提供覆盖光学器件、电芯片及先进封装的一体化端到端解决方案。这一整合式方案可降低系统复杂度、提升可扩展性，使客户能够充分发挥两种技术的优势，从而突破现有架构瓶颈，实现所需的高速传输、高能效与高集成度。

迈向 400G/λ 时代：

下一代光子技术

与先进硅锗 BiCMOS 工艺

实现 400G/λ 及更高速率，意味着需要突破传统调制器的性能边界。业界普遍认为，纯硅方案在 200G/λ 之后将面临日益严峻的技术挑战。为此，格罗方德在持续挖掘硅基技术潜力的同时，积极探索新型材料应用。

格罗方德的核心战略之一是将强普克尔斯效应（Pockels effect）材料，包括薄膜铌酸锂（TFLN）、钛酸钡（BTO）及先进电光聚合物等，以混合集成和异构集成的方式，将其直接整合至格罗方德硅光子平台，从而在更低驱动电压下实现超高带宽（>100 GHz）运行。

同时，格罗方德还推出了 CBIC 平台——业界首个硅锗互补 BiCMOS（Complementary BiCMOS）工艺平台，为迈向 400G/λ 提供关键支持。该平台将高速硅锗 HBT 与灵活的 CMOS 集成相结合，支持构建新一代高能效光收发器架构，以满足极高带宽需求，核心优势包括：

搭载业界领先的 NPN 器件，特征频率/最高振荡频率（ft/fmax）超 400 GHz，显著提升模拟性能；

支持创新型放大器架构，在实现高增益带宽的同时显著降低功耗；

采用模块化设计，支持客户根据不同光模块类型灵活定制成本、性能与集成度方案。

展望未来：

赋能光通信系统新时代

随着光通信速率向多太比特架构持续演进，硅光子、硅锗与先进封装领域的技术协同创新愈发关键。为此，格罗方德的技术路线图聚焦于持续提升异质结双极晶体管（HBT）性能与先进3D 集成技术，实现光电器件更紧密的共封装集成。

凭借成熟可靠的技术基础与清晰的发展路径，格罗方德致力于引领光互联技术革新，为未来十年的云计算与人工智能基础设施奠定核心技术基础。

作者简介

Radhika Arora

可插拔硅光子产品线副总裁兼总经理

Kyra Ledbetter

射频产品经理

Arvind Narayanan

硅锗产品线总监