近日，我院张敏明教授、郑爽副教授团队在超高速硅光互连领域取得重要突破。团队自主研制超大带宽超小尺寸多通道级联硅基微环调制器芯片，联合华为技术有限公司光电业务部开展系统传输验证，实测单波长调制速率达到600 Gb/s，8通道调制器级联波分复用总速率达到4.8Tb/s，刷新微环调制器芯片传输速率纪录，并系统验证了2公里空芯光纤传输，为突破人工智能算力集群的高密度低功耗光互连提供了核心器件支撑。相关成果以“90-GHz Cascaded Microring Modulators Enabling 4.8-Tb/s Optical Interconnects at 600 Gb/s/λ”为题，入选2026年欧洲光通信会议（ECOC 2026）PDP论文（Post-Deadline Paper）。
欧洲ECOC与美国OFC是国际光通信领域最具影响力的学术会议，其PDP论文旨在发布光通信领域最新技术进展和纪录性成果，代表着当前业内最高的技术水平。ECOC会议过去近五十年的历史上，以中国大陆研究机构作为第一单位仅发表10余篇PDP论文。本届会议PDP文章只接收了18篇，该论文为本届ECOC PDP中，唯一入选的中国大陆研究机构学术成果。
张敏明/郑爽教授团队联合华为在ECOC2026（欧洲光通信大会）发表的PDP论文
随着大语言模型和混合专家模型快速发展，人工智能集群中的大量计算节点需要频繁交换数据，互连带宽与通信时延成为影响算力发挥的关键因素。硅基微环调制器尺寸小、易集成，可将电信号加载到不同波长的光信号上，通过波分复用提升单根光纤的传输容量。然而，高单波长速率、多通道集成与低时延传输难以兼顾，限制了硅光互连能力的进一步提升。如何让微小的硅光器件同时承载更高速、更多通道的数据，成为面向下一代算力互连的重要课题。
针对这一挑战，团队从器件源头突破带宽限制，协同优化微环结构、载流子耗尽型PN结与低寄生电极，研制出工作于O波段的8通道级联硅基微环调制器芯片。器件基于12英寸商用绝缘体上硅平台制备，单个微环半径仅约4微米，将FSR提升到3THz。团队通过非对称PN结提高光场与耗尽区的重叠，结合低寄生电极降低电学损耗，在无需电学峰化增强的条件下，实现90 GHz的3 dB电光带宽，为超高速多电平调制奠定了器件基础。
8个微环沿公共波导级联，实现多波长通道的紧凑集成。依托这一核心器件芯片，团队联合华为技术有限公司光电业务部完成高速光互连系统验证。通过200 Gbaud八电平脉冲幅度调制（PAM8），实现单波长600 Gb/s、8通道合计4.8 Tb/s互连速率。与论文所列此前448 Gb/s的硅基微环调制器成果相比，单波长速率提升约34%；与此前8通道、总容量2.05 Tb/s的微环发射机相比，总线速率达到约2.34倍。这一结果将单波长高速率与多通道大容量集成在同一硅光器件平台上，进一步拓展了微环调制器的传输能力。
在提升传输容量的同时，进一步验证了空芯光纤低时延光互连能力。系统结合发射端预加重与接收端离线数字信号处理，完成2公里空芯光纤传输，未观察到显著的额外误码率代价。该空芯光纤的传播时延约为6.7微秒，较同距离传统单模光纤降低约30%。高带宽微环调制器芯片与空芯光纤的结合，为公里级算力互连同时提升容量、降低传播时延提供了实验依据。
华为技术有限公司光电业务部曹攀博士、华中科技大学研究生周致远和万华杰为论文共同第一作者；华中科技大学张敏明教授、郑爽副教授和华为技术有限公司满江伟博士为共同通讯作者，华中科技大学为第一完成单位。此次研究实现了从我校自主研制硅光核心器件芯片到校企联合系统验证的衔接，展示了硅基微环调制器技术支撑超高速、高密度光互连的潜力，为下一代人工智能集群的大容量低时延互连提供了关键支撑。
论文信息
Cao, P., Zhou, Z., Wan, H. et al. 90-GHz Cascaded Microring Modulators Enabling 4.8-Tb/s Optical Interconnects at 600 Gb/s/λ. ECOC 2026, Post-Deadline Paper.论文编号：ECOC26-1558。
