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硅基光子集成芯片在数据中心互连中的应用研究

第一章问题导向与应用需求分析

1.1现实问题识别与背景分析

1.1.1行业现状与问题识别

当前数据中心互连技术面临严峻挑战，传统铜缆互连方案在带宽和能耗方面已逼近物理极限。随着云计算、人工智能和大数据应用的爆发式增长，数据中心内部流量需求呈指数级上升，单通道速率要求从40Gbps快速跃升至400Gbps甚至800Gbps。然而，铜导线在高频信号传输中遭遇严重的趋肤效应和串扰问题，导致信号完整性急剧劣化，传输距离被限制在30米以内，难以满足现代超大规模数据中心（如万架规模）的机架间互连需求。更为突出的是能耗问题，