ОптоэлектрикИнтеграция әдісі
ИнтеграцияфотоникаЭлектроника - бұл ақпаратты өңдеудің мүмкіндіктерін жақсарту, деректерді беру жылдамдығын, қуатты аз тұтынуды және ықшам құрылғылардың дизайнын және жүйелік дизайнның жаңа мүмкіндіктерін ашуға мүмкіндік береді. Интеграция әдістері жалпы екі санатқа бөлінеді: монолитті интеграция және көп чип интеграциясы.
Монолитті интеграция
Монолитті интеграция, әдетте үйлесімді материалдар мен процестерді қолданатын, сол субстратқа фотоникалық және электрондық бөлшектерді шығаруды қамтиды. Бұл тәсіл бір чиптегі жарық пен электр арасындағы үздіксіз интерфейсті құруға бағытталған.
Артықшылықтары:
1. Интерконнажның шығынын азайту: Фотондар мен электронды компоненттерді жақын жерде орналастыру чип қосылымдарымен байланысты сигналдың жоғалуын азайтады.
2, жақсартылған өнімділік: Қатаң интеграция сигналдың қысқа жылдамдығына және кідіріске байланысты деректерді беру жылдамдығына әкелуі мүмкін.
3, кішірек мөлшері: Монолитті интеграция жоғары деңгейлі құрылғыларды алуға мүмкіндік береді, бұл әсіресе деректер орталықтары немесе қолдайтын құрылғылар сияқты ғарыштық шектеулі қосымшалар үшін пайдалы.
4, қуат тұтынуды азайту: Қуатқа қойылатын бөлек бумалар мен қалааралық интеркондардың қажеттілігін жою, бұл қуат талаптарын едәуір азайта алады.
Қиындық:
1) Материалдық үйлесімділік: жоғары сапалы электрондар мен фотоникалық функцияларды қолдайтын материалдарды табу қиын болуы мүмкін, өйткені олар көбінесе әртүрлі қасиеттерді талап етеді.
2, технологиялық үйлесімділік: электроника мен фотондардың әр түрлі өндірістік процестерін бірдей субстратқа интеграциялау кез-келген компоненттің өнімділігін төмендетпестен, күрделі міндет болып табылады.
4, кешенді өндіріс: Электрондық және фотоникалық құрылымдарға қажетті жоғары дәлдік өндірісінің күрделілігі мен құнын арттырады.
Көп чипті интеграция
Бұл тәсіл әр функция үшін материалдар мен процестерді таңдауда үлкен икемділікке мүмкіндік береді. Осы интеграцияда электронды және фотоникалық компоненттер әртүрлі процестерден пайда болады және содан кейін жинақталған және жалпы пакетке немесе субстратқа орналастырылады (1-сурет). Енді байланыстыру режимдерін оптоэлектрондық чиптер арасында тізімдейік. Тікелей байланыстыру: Бұл әдіс, әдетте, молекулалық байланыстыру күштері, жылу және қысыммен жеңілдетілген екі жазықтық беттердің тікелей физикалық байланысы және байланысы бар. Оның артықшылығы мен ықтимал өте төмен қосылыстарының артықшылығы бар, бірақ дәл тураланған және таза беттерді қажет етеді. Талшықты / торлы муфт: Бұл схемада талшық немесе талшықты массив сызылған және флотикалық чиптің жиегіне немесе бетіне байланыстырылған және байланған, бұл чиптен және сыртқа қарай байланыстырады. Торды тік муфтация үшін де, фотон чипі мен сыртқы талшық арасындағы жарық тиімділігін арттыру үшін де қолдануға болады. Силикон саңылаулары (TSV) және микро-соққылар: кремний саңылаулары кремний саңылаулары - бұл чиптерге үш өлшемге отырғызуға мүмкіндік беретін кремний субстраты арқылы тік интеркон. Микро дөңес нүктелермен бірге, олар жоғары тығыздықты интеграциялау үшін жарамды конфигурациялардағы электронды және фото фишкалар арасындағы электрлік қосылыстарға қол жеткізуге көмектеседі. Оптикалық делдал қабаты: Оптикалық делдал қабаты - бұл фишкалар арасындағы оптикалық сигналдарды бағыттау үшін делдал ретінде қызмет ететін оптикалық толқындар бар жеке субстрат. Бұл нақты туралауға және қосымша пассивті алуға мүмкіндік бередіОптикалық компоненттерқосылу икемділігіне интеграциялануға болады. Гибридті байланыс: Бұл озық байланыс технологиясы чиптер мен жоғары сапалы оптикалық интерфейстер арасындағы жоғары тығыздықты электрлік қосылыстарға қол жеткізу үшін тікелей байланыс және микро-вибрель технологиясын біріктіреді. Бұл әсіресе жоғары өнімді оптоэлектрондық кооперальды интеграциялау үшін перспективалы. Бумыны байланыстыру: флип-чипті байланыстыруға ұқсас, дәнді байланыстыру, дәнді соққылар электрлік қосылыстар жасау үшін қолданылады. Алайда, оптоэлектрондық интеграция жағдайында термиялық стресстен туындаған және оптикалық туралануды жүргізу салдарынан болатын фотоникалық компоненттердің зақымдануын болдырмау үшін ерекше назар аудару керек.
1-сурет :: Электрон / фотон чип-чипке қарсы байланыс схемасы
Бұл тәсілдердің артықшылықтары: CMOS әлемі Мур заңындағы жетілдірулерді жалғастыруда, өйткені CMOS немесе BI-CMO-ның әр буынын CMOS немесе BI-CMO-ны арзан кремнийдің фотосуреттеріне тез бейімдеуге, ең жақсы процестердің артықшылықтарын көруге болады Фотоника және электроника. Себебі фотоника өте кішкентай құрылымдарды дайындауды қажет етпейді (негізгі 100 нанометрдің кілт мөлшері) және транзисторлармен салыстырғанда құрылғылар, экономикалық тұрғыдан алынған, экономикалық тұрғыондар кез-келген дамыған бөлек процесте шығарылады Соңғы өнім үшін қажет электроника.
Артықшылықтары:
1, икемділік: әр түрлі материалдар мен процестерді электронды және фотоникалық компоненттердің ең жақсы жұмысына қол жеткізу үшін дербес қолдануға болады.
2, процесстің жетілуі: әр компонент үшін жетілген өндірістік процестерді қолдану өндірісті жеңілдетеді және шығындарды азайта алады.
3, техникалық қызмет көрсету және техникалық қызмет көрсету: Компоненттерді бөлу барлық компоненттерді барлық жүйеге әсер етпестен оңай ауыстыруға немесе жаңартылуға мүмкіндік береді.
Қиындық:
1, Интерконнектің жоғалуы: чиптен тыс байланыс қосымша сигналдың жоғалуын енгізеді және күрделі туралау процедураларын қажет етуі мүмкін.
2, күрделілігі мен мөлшерінің жоғарылауы: жеке компоненттер қосымша қаптаманы және өзара байланыстарды қажет етеді, нәтижесінде үлкен мөлшерде және ықтимал жоғары шығындар пайда болады.
3, Жоғары қуат тұтыну: ұзын сигналдық жолдар және қосымша қаптама монолитті интеграциямен салыстырғанда қуатқа қойылатын талаптарды арттыруы мүмкін.
Қорытынды:
Монолитті және көп чипті біріктіру арасында таңдау бағдарламаның нақты талаптарына, оның ішінде мақсаттарға, өлшемдердің шектеулерге, мөлшеріне, шығындарды ескеруге және технологияға байланысты. Өндірістік күрделілікке қарамастан, монолитті интеграция төтенше миниатюрацияны, қуатты тұтынуды және жоғары жылдамдықты деректерді беруді қажет ететін қосымшалар үшін тиімді. Оның орнына, көп мөлшерде интеграция дизайнның икемділігін ұсынады және қолданыстағы өндірістік мүмкіндіктерді пайдаланады, бұл факторлар қатаң интеграцияның артықшылықтарынан асып түседі. Зерттеу прогресімен қатар, екі стратегияның элементтерін біріктіретін гибридтік тәсілдер сонымен қатар, әр тәсілмен байланысты қиындықтарды азайту кезінде жүйенің өнімділігін оңтайландыру үшін де зерттелуде.
POST TIME: JUL-08-2024