硅光子之硅

过去使用专业工厂制造光组件，通常基于磷化铟（InP）。“现在可以制造更大尺寸的硅，”Radha Nagarajan说（首席技术官Inphi）。“硅使用8英寸或12英寸的晶圆（200mm和300mm），而InP使用3英寸或最多4英寸晶圆（100mm）。制造业的规模是不同的。硅还依赖于制造工艺，如注入。这些都是在硅光子学很常用，但在InP并不常见，通过刻蚀形成一定的结构，然后钝化它们。”

       Luxtera公司的Welch指出指出，除了成本低，硅光子还有令人难以置信的高容量的特性。“如果你使用的是CMOS工厂，他们的能力是无与伦比的，”他说。过去，缓慢的生产推迟了光学解决方案的采用。

       300mm的另一个优势是工厂可以使用更先进的制造技术。“不需要太先进的光刻光学技术，”韦尔奇说。“与晶体管相比，结构是巨大的，而且大多数光学结构具有无限带宽，所以它们不需要像CMOS那样缩放尺寸，以使其更快。

图1：集成光子学。来源：Luxtera

事实上，谈论节点大小对光学来说并没有什么意义。“一个光子波长远大于电子的波长，”Nagarajan指出。“这就是为什么电子已经进入7nm节点。然而，标准的硅光子器件在130nm或180nm节点，通常使用的245nm光刻线。光学器件不同于电子器件，因为它们是相位敏感的。侧壁粗糙度和损失很重要。当这些成为重要因素时，重要的将不是节点，而是更大尺寸但更精准的节点下，光刻和蚀刻的质量。”

      虽然你可能不想使用7nm节点，但开发者可能帮助你。“我们都对减少线粗糙度小盖茨适用方面取得的进展，”Gilles Lamant指出（Cadence的杰出工程师）。“我们在减小小尺寸门的线粗糙度方面取得的所有进展都是可行的。代工厂正在光子工艺的产量和控制方面进行投资。你会发现，当你听到GlobalFoundries说他们正在将其平台转向更大或更现代的晶圆厂时，这不仅意味着晶圆里更多的裸片，而且意味着他们的目标是更先进且能更好地进行控制的设备。”

       现在的问题是光子不使用传统的CMOS工艺，这限制了愿意制造设备的工厂的数量。韦尔奇说：“你想使用工厂里所有的工具，我们希望尽可能少的偏差。”“我们不想要特殊的线或特殊的工具。我们希望我们的晶片运行在与先进CMOS相同的流程。我们就是这样得到成本和规模的。这项技术投入了大量的工作，在这方面似乎很简单，但却是具有挑战性的。”

       还有一些挑战依然存在。Nagarajan指出。“你需要锗作为探测器，纯锗的生长仍然是一个挑战。