Optoelektwonikmetòd entegrasyon
Entegrasyon an nanfotonikak elektwonik se yon etap kle nan amelyore kapasite yo nan sistèm pwosesis enfòmasyon, ki pèmèt pi vit pousantaj transfè done, pi ba konsomasyon pouvwa ak desen aparèy ki pi kontra enfòmèl ant, ak louvri gwo nouvo opòtinite pou konsepsyon sistèm. Metòd entegrasyon yo jeneralman divize an de kategori: entegrasyon monolitik ak entegrasyon milti-chip.
Entegrasyon monolitik
Entegrasyon monolitik enplike nan fabrikasyon konpozan fotonik ak elektwonik sou menm substra a, anjeneral, lè l sèvi avèk materyèl ak pwosesis konpatib. Apwòch sa a konsantre sou kreye yon koòdone san pwoblèm ant limyè ak elektrisite nan yon sèl chip.
Avantaj:
1. Diminye pèt entèkoneksyon: Mete foton ak konpozan elektwonik yo toupre minimize pèt siyal ki asosye ak koneksyon off-chip.
2, Amelyore pèfòmans: Entegrasyon pi sere ka mennen nan pi vit vitès transfè done akòz chemen siyal ki pi kout ak latansi redwi.
3, pi piti gwosè: entegrasyon monolitik pèmèt pou aparèy trè kontra enfòmèl ant, ki se patikilyèman benefisye pou aplikasyon pou espas limite, tankou sant done oswa aparèy pòtatif.
4, redwi konsomasyon pouvwa: elimine nesesite pou pakè separe ak interconnects longdistans, sa ki ka siyifikativman redwi kondisyon pouvwa.
Defi:
1) Konpatibilite materyèl: Jwenn materyèl ki sipòte tou de kalite elektwon ak fonksyon fotonik ka difisil paske yo souvan mande pou pwopriyete diferan.
2, konpatibilite pwosesis: Entegre pwosesis manifakti divès elektwonik ak foton sou menm substra a san yo pa degrade pèfòmans nenpòt eleman se yon travay konplèks.
4, Manifakti konplèks: Segondè presizyon ki nesesè pou estrikti elektwonik ak fotonik ogmante konpleksite ak pri nan fabrikasyon.
Entegrasyon milti-chip
Apwòch sa a pèmèt pou pi gwo fleksibilite nan chwazi materyèl ak pwosesis pou chak fonksyon. Nan entegrasyon sa a, eleman elektwonik ak fotonik yo soti nan diferan pwosesis epi yo reyini ansanm epi yo mete yo sou yon pake komen oswa yon substra (Figi 1). Koulye a, kite a lis mòd yo lyezon ant chips optoelektwonik. Lyezon dirèk: Teknik sa a enplike nan kontak fizik dirèk ak lyezon nan de sifas plan, anjeneral fasilite pa fòs lyezon molekilè, chalè, ak presyon. Li gen avantaj nan senplisite ak potansyèlman trè ba pèt koneksyon, men mande pou jisteman aliyen ak sifas pwòp. Fib/griye kouple: Nan konplo sa a, fib oswa fib etalaj la aliyen ak estokaj ak kwen an oswa sifas chip fotonik la, sa ki pèmèt limyè yo dwe makonnen nan ak soti nan chip la. Ka griyaj la tou gen pou itilize pou kouple vètikal, amelyore efikasite nan transmisyon limyè ant chip fotonik la ak fib ekstèn lan. Atravè-Silisyòm twou (TSVs) ak mikwo-bouch: Through-Silisyòm twou yo se entèrkonèksyon vètikal atravè yon substra Silisyòm, ki pèmèt chips yo dwe anpile nan twa dimansyon. Konbine ak pwen mikwo-konvèks, yo ede reyalize koneksyon elektrik ant chips elektwonik ak fotonik nan konfigirasyon anpile, apwopriye pou entegrasyon wo-dansite. Kouch entèmedyè optik: Kouch entèmedyè optik la se yon substra separe ki gen gid ond optik ki sèvi kòm yon entèmedyè pou routage siyal optik ant chips. Li pèmèt pou aliyman egzak, ak pasif adisyonèlkonpozan optikka entegre pou ogmante fleksibilite koneksyon. Lyezon ibrid: Teknoloji lyezon avanse sa a konbine lyezon dirèk ak teknoloji mikwo-boul pou reyalize koneksyon elektrik wo dansite ant chips ak koòdone optik-wo kalite. Li se patikilyèman pwomèt pou wo-pèfòmans opto-elektwonik ko-entegrasyon. Lyezon boul soude: Menm jan ak lyezon chip baskile, yo itilize boul soude pou kreye koneksyon elektrik. Sepandan, nan yon kontèks entegrasyon optoelectronic, yo dwe peye atansyon espesyal pou evite domaj nan eleman fotonik ki te koze pa estrès tèmik ak kenbe aliyman optik.
Figi 1:: elèktron/foton chip-a-chip Liaison régime
Benefis apwòch sa yo enpòtan: Kòm mond CMOS la ap kontinye swiv amelyorasyon nan Lwa Moore, li pral posib byen vit adapte chak jenerasyon CMOS oswa Bi-CMOS sou yon chip fotonik Silisyòm bon mache, rekòlte benefis yo nan pi bon pwosesis yo nan. fotonik ak elektwonik. Paske fotonik jeneralman pa mande pou fabwikasyon estrikti ki piti anpil (gwosè kle apeprè 100 nanomèt yo tipik) ak aparèy yo gwo konpare ak tranzistò, konsiderasyon ekonomik yo pral gen tandans pouse aparèy fotonik yo dwe fabrike nan yon pwosesis separe, separe de nenpòt avanse. elektwonik ki nesesè pou pwodwi final la.
Avantaj:
1, fleksibilite: Materyèl diferan ak pwosesis yo ka itilize poukont yo reyalize pi bon pèfòmans nan eleman elektwonik ak fotonik.
2, pwosesis matirite: itilize nan pwosesis manifakti ki gen matirite pou chak eleman ka senplifye pwodiksyon ak redwi depans yo.
3, Pi fasil ajou ak antretyen: Separasyon konpozan pèmèt eleman endividyèl yo dwe ranplase oswa amelyore pi fasil san yo pa afekte tout sistèm nan.
Defi:
1, pèt entèkoneksyon: Koneksyon an off-chip entwodui pèt siyal adisyonèl epi li ka mande pou pwosedi aliyman konplèks.
2, ogmante konpleksite ak gwosè: Konpozan endividyèl mande pou anbalaj adisyonèl ak interconnexions, sa ki lakòz pi gwo gwosè ak potansyèlman pi wo pri.
3, pi gwo konsomasyon pouvwa: pi long chemen siyal ak anbalaj adisyonèl ka ogmante kondisyon pouvwa konpare ak entegrasyon monolitik.
Konklizyon:
Chwazi ant entegrasyon monolitik ak milti-chip depann de kondisyon espesifik aplikasyon an, ki gen ladan objektif pèfòmans, kontrent gwosè, konsiderasyon pri, ak matirite teknoloji. Malgre konpleksite fabrikasyon, entegrasyon monolitik se avantaje pou aplikasyon ki mande miniaturizasyon ekstrèm, konsomasyon pouvwa ki ba, ak transmisyon done gwo vitès. Olye de sa, entegrasyon milti-chip ofri pi gwo fleksibilite konsepsyon ak itilize kapasite fabrikasyon ki deja egziste, ki fè li apwopriye pou aplikasyon pou kote faktè sa yo depase benefis ki genyen nan entegrasyon pi sere. Pandan rechèch ap pwogrese, apwòch ibrid ki konbine eleman tou de estrateji yo ap eksplore tou pou optimize pèfòmans sistèm pandan y ap diminye defi ki asosye ak chak apwòch.
Lè poste: 08-Jul-2024