卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）和洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究团队开发出一种新型电光调制器，该组件能够实现高速、经济且可靠的数据传输。这种光学微芯片可以在标准半导体晶圆上大规模生产，为应对人工智能应用和日益增长的数据流量对数据中心及光纤网络带来的性能压力提供了潜在解决方案。相关研究成果已发表在《自然通讯》期刊上。
该电光调制器采用成熟的半导体工艺制造，核心材料为钽酸锂，这种材料能有效引导光信号。研究人员首次将钽酸锂与经过验证的微电子芯片制造技术相结合，实现了可靠的大规模生产。光调制器负责将电信号转换为光脉冲，是高速互联网的基础组件，尤其适用于处理大规模数据流，例如人工智能训练任务。
制造过程中的关键创新在于铜电极的应用。KIT光子学和量子电子学研究所（IPQ）所长Christian Koos教授指出：“关键进展在于铜电极及其制造方式。”铜比以往使用的金材料具有更好的信号传导性能。同时，铜电极能形成非常光滑的表面，减少能量损失，提升组件效率。这些电极的制造工艺已在电子计算机芯片生产中经过数百万次测试，确保光学微芯片能够轻松集成到现有电子系统中。
KIT团队进行的测试表明，该调制器在运行中表现出高稳定性。同样来自IPQ的Alexander Kotz表示：“调制器能实现非常高的数据速率，最重要的是，运行稳定，无需我们不断校正设置。”这一特性避免了连续运行期间的频繁调整，降低了成本和系统复杂性，对于在数据中心和AI集群中部署数百万个此类组件尤为重要。
该电光调制器的数据速率超过每秒400吉比特，相当于同时传输约8万路高清视频流或8部完整的高清电影。Kotz补充道：“我们正在当前技术可能的极限下工作。通过更强大的控制电子设备，我们甚至可以提高数据速率。”Koos教授强调：“快速、经济、可靠且可在工业规模上制造——这种结合使得该技术具有吸引力，特别是对于那些已经在处理器间数据交换中遇到瓶颈的数据中心和AI集群。”
出版详情：作者：Karlsruhe Institute of Technology；标题：《AI data centers need faster links: A mass-producible optical microchip could help》；发表于：《Nature Communications》(2026)。
