上海隐冠半导体技术有限公司

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用于矩阵式光开关的压电陶瓷

1、AIGC时代智算中心光互联网络技术提升矩阵式光开关需求

AIGC的爆炸性增长对传输交换带宽以及功耗提出了前所未有的要求,智算中心作为信息处理的核心,其中光互联网络技术,尤其是全光交换技术,因其高带宽、低功耗、低时延的特性,成为海量数据互联的关键支撑技术。

OCS(Optical Circuit Switch)全光交换技术可大幅降低数据传输时延和数据中心能耗,大大缩短数据中心升级建设周期,助力人工智能(AI)集群算力中心网络架构再革新。OCS 技术是一种基于光学交叉开关原理(M 个输入光口和 N 个输出光口之间可以任意切换)的光信号控制交换技术。其核心功能是在光层面对信号进行快速、灵活的路由和切换,使服务器端口实现直接光学互连,过程无需光电(O-E-O)转换。因此,相较于传统的电交换,OCS 在数据传输时具有低时延、低功耗和全光透明的优势,能够适应未来速率升级需求,实现多次速率升级的平滑过渡,降低运营成本。此外,OCS 可在物理层实现可重构,适配不同训练任务的需求,提高网络可靠性。OCS 技术解决方案用于数据中心,与高速光模块、光环形器或双向 WDM 器件构成一个高效率、低成本、高效益的大规模光交换系统。当前 OCS 的商用技术方案主要有DirectLight DBS 技术和 MEMS 技术方案,基于 MEMS 技术的中小矩阵 OCS已在数据中心光交换网络中应用。

但随着AI集群规模从千卡向万卡乃至更大规模扩展,需要更大矩阵规模的OCS方案,对OCS的良率和可靠性提出了更高要求。而DirectLight DBS技术基于光束偏转控制原理,通过动态光路调整实现光信号的交换,在大规模端口扩展中表现出优异的可靠性和稳定性,在大规模AI集群智算中心已开始应用,未来前景广阔。
 

(图片来自于网络)

 

直接光束控制技术(Direct Beam Steering)是利用压电陶瓷具有在电压控制下在某一轴向上改变尺寸的功能,来驱动光束射向不同的方向来实现光路的交换。代表厂家为Polatis。

随着密集波分复用系统和全光通信网的使用,各结点上的信号交换直接在光域中完成,这就需要光开关。由于这些结点上进行交换的光纤和波长数量很多,所以这种光开关应当是大端口数的矩阵开关。因此,光开关的矩阵化和小型化是光开关发展的一个重要趋势。

2、为什么选择隐冠压电陶瓷?

隐冠半导体压电部门专注于精密定位执行器及运动系统的研发、生产制造、销售;是国内压电领域极少数拥有从压电陶瓷材料到压电陶瓷电机再到纳米精度压电运动台全产品链研发与批量生产能力的高科技企业,公司具有丰富的产业化经验。

隐冠压电陶瓷具有很高的敏感性,响应速度快,具有亚毫秒的响应时间,符合高速光开关的要求,另外隐冠的压电陶瓷频率稳定性好、精度高、体积小、不吸潮、寿命长等特点。

公司压电陶瓷已实现批量化生产,具有丰富的产品规格和种类适配光路的布局和空间要求。

针对客户的个性化集成需求,公司可以定制封装尺寸、电压、行程、金属端件等,以满足机械刚度和稳定性,以保证光开关的可靠性和长期运行效果。

同时公司针对客户特定需求和具体应用场景,集成应变片实现闭环控制。

公司在国内拥有上海、苏州、广州、成都四个服务中心,可快速响应全国客户的技术升级&更新更换、项目开发、维修维护等需求。

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