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。
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