芯片融合光子技術(shù)成半導(dǎo)體芯片研發(fā)的重點(diǎn)
現(xiàn)代通信領(lǐng)域要求提升,對(duì)傳統(tǒng)電子電路芯片的技術(shù)要求也就越高,在半導(dǎo)體芯片制程提或愈發(fā)困難的情況下,半導(dǎo)體芯片融合光子技術(shù)則成為性能提升的研發(fā)重點(diǎn)之一。
據(jù)了解,傳統(tǒng)微電子技術(shù)的特點(diǎn)是依靠集成電子器件提供更高的信息處理速度、存儲(chǔ)密度和片上可集成度等能力,但受到納米尺寸的瓶頸限制,集成電子器件已開(kāi)始受到制約。與微電子技術(shù)發(fā)展并行的另一門高新技術(shù)—光電子技術(shù),在實(shí)現(xiàn)集成光子回路、互聯(lián)光路、光計(jì)算等功能方面顯現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢(shì),有可能是取代“集成電路”的新一代信息技術(shù)的重要支柱,該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)是如何在納米尺寸高度集成的芯片上實(shí)現(xiàn)人們像操縱電子那樣操控光子。
進(jìn)入二十一世紀(jì),隨著人們對(duì)信息量需求的增長(zhǎng),對(duì)寬帶速度的要求越來(lái)越高,在此驅(qū)動(dòng)下,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已遭遇瓶頸,取而代之的是高速光子微芯片互聯(lián)。
事實(shí)上,傳統(tǒng)光通信模塊是將三五族半導(dǎo)體芯片、高速電路硅芯片、被動(dòng)光學(xué)組件及光纖封裝而成,其中成本主要來(lái)自三五族半導(dǎo)體芯片及系統(tǒng)封裝。雖然其傳輸速度可達(dá)40Gbit/s以上,但比起用電纜傳輸而言,價(jià)格卻相對(duì)昂貴許多,因此近幾年來(lái),高速硅光電(SiliconPhotonic)組件變成一項(xiàng)相當(dāng)熱門的研究題材,主要研究動(dòng)機(jī)是想藉由芯片量產(chǎn)技術(shù)降低芯片生產(chǎn)成本、提升良率,另一方面,經(jīng)由縮小硅光電、光學(xué)組件的尺寸,進(jìn)一步和后端電路整合在一起,降低封裝成本。
基于擁有成熟制作工藝的半導(dǎo)體硅材料而成的硅光子器件將在此領(lǐng)域發(fā)揮特別的作用,通過(guò)將光電器件集成在一塊芯片上,增加芯片之間傳輸數(shù)據(jù)的速度和芯片的性能。硅納米光子學(xué)技術(shù)創(chuàng)新讓芯片上的光學(xué)互聯(lián)更加接近現(xiàn)實(shí)。欣慰的是,目前硅光子已進(jìn)入全面普及階段。未來(lái)通過(guò)嵌入處理器芯片的光通信,建立億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的愿景將在不遠(yuǎn)的未來(lái)變成現(xiàn)實(shí)。