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隨著人工智慧與高效能運算需求快速成長，資料中心對高速傳輸、低功耗與高頻寬晶片技術的需求日益迫切。在國科會支持下，清華大學與國研院台灣半導體研究中心團隊，成功開發四階脈衝振幅調變傳收機（Pulse Amplitude Modulation, PAM-4），結合共封裝光元件（Co-packaged Optics, CPO）模組後，單通道傳輸速率可達100Gb/s，有望取代傳統插拔式光電轉換架構，滿足更高傳輸速率與更低功耗之需求。
這項研究由清華大學電機工程學系副教授彭朋瑞、副教授謝秉璇、電子工程研究所副教授劉怡君，以及國研院台灣半導體研究中心博士林銘偉共同組成研究團隊執行。
PAM-4傳收機是透過將傳統訊號由2種振幅提升至4種不同振幅，使單一訊號可承載更多資訊，進而提高資料傳輸速率。不過，由於接收端必須精準解調4種不同振幅訊號，電路設計難度也隨之提高。研究團隊因此提出創新PAM-4接收機架構，善用低解析度類比數位轉換器，實現高速資料取樣與解調。
國科會指出，該技術可有效降低整體功率消耗。相較於國外高速晶片公司多須採用7奈米以下先進製程，才能達成100Gb/s傳輸率，清大團隊此次在28奈米製程下即實現性能相當的傳收機電路，展現技術創新與製程成本優勢。
此外，團隊也在晶片中加入多項自我校正功能，使晶片能抵抗不同溫度變化及量產誤差，維持穩定一致的效能，提升未來導入量產與產業應用的可行性。
除PAM-4傳收機設計外，研究團隊也以100Gb/s電傳收機晶片為核心，結合矽光子載板上的高速光電轉換元件，並透過異質整合封裝技術，成功開發CPO模組。CPO技術可將光元件與電子晶片更緊密整合，縮短系統傳輸距離，提升頻寬並降低功耗。
國科會表示，該團隊針對計畫所開發的關鍵技術，已取得6件美國發明專利及8件中華民國發明專利，執行計畫期間也衍生多件產學合作計畫，未來將進一步落實於產業應用，推動我國在相關領域之發展。
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