MIT研發創新技術：低成本整合光電晶片 突破數位通訊瓶頸

數位運算與通訊的未來將同時倚重電子技術（以電流處理資料）與光子技術（以光傳輸資料）。這兩項技術的結合，可望實現更高效的全球資料傳輸，同時大幅降低能源消耗。

MIT材料科學與工程系教授Lionel Kimerling直言：「將光子學與電子學整合到同個封裝中，就像是21世紀的電晶體革命。若無法突破這項技術，我們將難以推進產業發展。」Kimerling同時擔任MIT微光子學中心主任，在業界具有權威地位。

為此，MIT成立了FUTUR-IC研究團隊。團隊負責人Anu Agarwal表示：「我們的目標是建立資源高效的微晶片產業鏈。」該團隊近期成功開發出突破性的光電晶片共封裝技術，解決了現有製程的多項難題。

這項創新技術最大優勢在於：可利用現有電子晶圓廠裝置進行生產，並採用成本較低的主動對準製程。此項突破已獲得專利，相關論文不僅登上《先進工程材料》期刊封面，更在去年第57屆國際微電子研討會上獲得最佳學生論文獎。

技術背景方面，Kimerling指出：「2020年全球連線至雲端的行動裝置已超過500億臺，而資料中心流量每10年更增長1,000倍。」但現有通訊技術面臨嚴峻的能源效率挑戰。整合光子學正是解決方案，因為光傳輸資料比電子更節能。

然而，現行光電整合技術存在重大瓶頸：光纖核心直徑僅10微米，必須與光電晶片完美對準，否則光訊號就會散失。現有製程需要以雷射主動測試每個連線點，成本高昂且難以規模化。

MIT團隊研發的「漸逝耦合器」技術突破性地放寬了對準容許度。Agarwal解釋：「傳統耦合器僅有單一耦合點，對準要求極高。但新技術透過延長互動作用長度，大幅提升容錯空間。」這意味著未來可使用機器人進行被動組裝，無需昂貴的雷射對準程式。

另一項關鍵創新在於垂直傳輸技術。研究團隊成員Luigi Ranno指出：「新耦合器能讓光線在多層晶片間垂直傳輸。」這項突破尤為重要，因為光線通常難以脫離水平傳播平面。

團隊成員Drew Weninger補充說明：「電子可以輕易進行立體流動，但光線天生就不喜歡直角轉彎。我們的新技術成功克服了這個物理限制。」

這項研究成果不僅展現MIT在尖端科技領域的領先地位，更為全球半導體產業開創了嶄新的技術路線。未來可望大幅降低5G、AI運算等關鍵應用的能耗成本，加速數位轉型程序。

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