非易失硅光MEMS开关

零功耗保持状态

利用范德华力实现非易失性，无需持续供电即可保持开关状态，突破了传统相变材料开关耐久性差和能耗高的瓶颈。

Yinpeng, Hu · Jiayue, Zhu · Peng, Yingying · Hong, Shihan · Linyan, Lyu · 时尧成 · Zhang Gong · 王剑威 · Li, Huan · 戴道锌

Science Advances 2025

参数信息

超额损耗

0.23 dB

消光比

44.4 dB

带宽

200 nm

理论开关能量

1 pJ

技术优势

零功耗保持

开关状态由范德华力维持，无需持续供电，因此静态功耗为零。

可靠性高

采用机械双稳态，避免了相变材料的疲劳和退化问题，提高了开关寿命。

开关能量极低

理论开关能量仅为约1 pJ，远低于相变开关的纳焦级。

可扩展性好

已成功制造出16×16非易失开关阵列，证明了大规模集成的可行性。

应用场景

• 光互连：在数据中心光互连中实现低功耗光路切换，降低系统能耗。
• 光交换：提供非易失、快速、低损耗的光开关单元，用于构建大规模交换矩阵。
• AI加速器：在AI加速器中实现可重构光网络，支持低功耗动态路由。
• 可重构光子电路：作为基本单元，可编程重构光路，无需持续供电保持状态。
• 硅光MEMS：将MEMS机械双稳态与硅光集成，提供高集成度光开关。