OptoelectronicIntegriĝa metodo
La integriĝo deFotonikoKaj elektroniko estas ŝlosila paŝo por plibonigi la kapablojn de informaj pretigaj sistemoj, ebligante pli rapidajn datumajn translokajn tarifojn, pli malaltan konsumadon de elektro kaj pli kompaktajn aparatajn projektojn, kaj malfermante grandegajn novajn ŝancojn por sistemo -projektado. Integriĝaj metodoj estas ĝenerale dividitaj en du kategoriojn: monolitika integriĝo kaj mult-blata integriĝo.
Monolitika integriĝo
Monolitika integriĝo implikas fabrikadon de fotonaj kaj elektronikaj komponentoj sur la sama substrato, kutime uzante kongruajn materialojn kaj procezojn. Ĉi tiu alproksimiĝo temigas krei kudritan interfacon inter lumo kaj elektro ene de ununura blato.
Avantaĝoj:
1. Redukti interkonektajn perdojn: Meti fotonojn kaj elektronikajn komponentojn en proksima proksimeco minimumigas signalajn perdojn asociitajn kun ekster-blataj ligoj.
2, Plibonigita rendimento: Pli strikta integriĝo povas konduki al pli rapidaj datumtransrapidecoj pro pli mallongaj signalaj vojoj kaj reduktita latencia.
3, pli malgranda grandeco: Monolitika integriĝo permesas tre kompaktajn aparatojn, kio estas precipe utila por spac-limigitaj aplikoj, kiel datumcentroj aŭ manaj aparatoj.
4, Redukti potencan konsumon: Forigu la bezonon de apartaj pakaĵoj kaj longdistancaj interkonektoj, kiuj povas signife redukti potencajn postulojn.
Defio:
1) Materialo-kongruo: Trovi materialojn, kiuj subtenas ambaŭ altkvalitajn elektronojn kaj fotonajn funkciojn, povas esti malfacilaj, ĉar ili ofte postulas malsamajn proprietojn.
2, Proceza Kongruo: Integri la diversajn fabrikadajn procezojn de elektronikaĵoj kaj fotonoj sur la sama substrato sen degradi la agadon de iu ajn ero estas kompleksa tasko.
4, Kompleksa Fabrikado: La alta precizeco bezonata por elektronikaj kaj fotononaj strukturoj pliigas la kompleksecon kaj koston de fabrikado.
Mult-blata integriĝo
Ĉi tiu alproksimiĝo permesas pli grandan flekseblecon en elektado de materialoj kaj procezoj por ĉiu funkcio. En ĉi tiu integriĝo, la elektronikaj kaj fotonaj komponentoj devenas de diversaj procezoj kaj tiam estas kunvenigitaj kaj metitaj sur komunan pakaĵon aŭ substraton (Figuro 1). Nun ni listigu la ligajn modojn inter optoelektronikaj blatoj. Rekta ligado: Ĉi tiu tekniko implikas la rektan fizikan kontakton kaj ligadon de du ebenaj surfacoj, kutime faciligitaj per molekulaj ligaj fortoj, varmego kaj premo. Ĝi havas la avantaĝon de simpleco kaj eble tre malaltaj perdaj ligoj, sed postulas precize vicigitajn kaj purajn surfacojn. Fibro/krada kuplado: En ĉi tiu skemo, la fibro aŭ fibro -tabelo estas vicigitaj kaj ligitaj al la rando aŭ surfaco de la fotona blato, permesante al lumo esti kunigita en kaj el la blato. La krado ankaŭ povas esti uzata por vertikala kuplado, plibonigante la efikecon de la transdono de lumo inter la fotona blato kaj la ekstera fibro. Tra-silikonaj truoj (TSVoj) kaj mikro-batoj: Tra-silikonaj truoj estas vertikalaj interkonektoj tra silicia substrato, permesante al la blatoj esti stakigitaj en tri dimensioj. Kombinitaj kun mikro-konveksaj punktoj, ili helpas atingi elektrajn ligojn inter elektronikaj kaj fotonaj blatoj en stakigitaj agordoj, taŭgaj por alt-denseca integriĝo. Optika Intermediara Tavolo: La optika intermedia tavolo estas aparta substrato enhavanta optikajn ondajn gvidilojn, kiuj servas kiel intermediario por enrutigado de optikaj signaloj inter blatoj. Ĝi permesas precizan vicigon, kaj aldonan pasivonoptikaj komponentojpovas esti integrita por pliigita ligo -fleksebleco. Hibrida ligado: Ĉi tiu progresinta liganta teknologio kombinas rektan ligadon kaj mikro-bump-teknologion por atingi elektrajn ligojn de alta denseco inter blatoj kaj altkvalitaj optikaj interfacoj. Ĝi estas aparte promesplena por alt-efika optoelektronika ko-integriĝo. Solda Bump -ligado: Simila al Flip Chip -ligado, soldaj buloj estas uzataj por krei elektrajn ligojn. Tamen, en la kunteksto de optoelektronika integriĝo, oni devas pagi specialan atenton por eviti damaĝon al fotonaj komponentoj kaŭzitaj de termika streĉado kaj konservado de optika vicigo.
Figuro 1 :: Skemo de elektrono/fotono-blato
La avantaĝoj de ĉi tiuj aliroj estas signifaj: ĉar la CMOS-mondo daŭre sekvas plibonigojn en la leĝo de Moore, eblos rapide adapti ĉiun generacion de CMOS aŭ BI-CMOS al malmultekosta silicia fotona blato, rikoltante la avantaĝojn de la plej bonaj procezoj en fotoniko kaj elektroniko. Ĉar fotonoj ĝenerale ne bezonas la fabrikadon de tre malgrandaj strukturoj (ŝlosilaj grandecoj de ĉirkaŭ 100 nanometroj estas tipaj) kaj aparatoj estas grandaj kompare al transistoroj, ekonomiaj konsideroj inklinos puŝi fotonajn aparatojn por esti fabrikitaj en aparta procezo, apartigitaj de iu ajn progresinta elektroniko bezonata por la fina produkto.
Avantaĝoj:
1, Fleksebleco: Malsamaj materialoj kaj procezoj povas esti uzataj sendepende por atingi la plej bonan agadon de elektronikaj kaj fotonaj komponentoj.
2, Proceza matureco: La uzo de maturaj fabrikadaj procezoj por ĉiu ero povas simpligi produktadon kaj redukti kostojn.
3, Pli facila ĝisdatigo kaj bontenado: La apartigo de komponentoj permesas anstataŭigi individuajn komponentojn aŭ ĝisdatigi pli facile sen tuŝi la tutan sistemon.
Defio:
1, Interkonekta perdo: La ekster-blata konekto enkondukas aldonan signalan perdon kaj povas postuli kompleksajn vicigajn procedojn.
2, pliigita komplekseco kaj grandeco: Individuaj komponentoj postulas pliajn pakaĵojn kaj interkonektojn, rezultigante pli grandajn grandecojn kaj eble pli altajn kostojn.
3, Pli alta potenca konsumo: Pli longaj signalaj vojoj kaj aldonaj pakaĵoj povas pliigi potencajn postulojn kompare al monolitika integriĝo.
Konkludo:
Elekti inter monolitikaj kaj mult-blataj integriĝoj dependas de aplik-specifaj postuloj, inkluzive de rendimentaj celoj, grandecaj limigoj, kostaj konsideroj kaj teknologia matureco. Malgraŭ fabrikada komplekseco, monolitika integriĝo estas avantaĝa por aplikoj, kiuj postulas ekstreman miniaturigon, malaltan konsumadon kaj altrapidan datuman transdonon. Anstataŭe, mult-ĉifona integriĝo ofertas pli grandan projektan flekseblecon kaj uzas ekzistantajn fabrikadajn kapablojn, igante ĝin taŭga por aplikoj, kie ĉi tiuj faktoroj superas la avantaĝojn de pli streĉa integriĝo. Dum esplorado progresas, hibridaj aliroj, kiuj kombinas elementojn de ambaŭ strategioj, ankaŭ estas esploritaj por optimumigi sisteman rendimenton dum mildigado de la defioj asociitaj kun ĉiu aliro.
Afiŝotempo: jul-08-2024