意法半导体将于明年实现硅光子器件量产 助力100G/400G发展

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意法半导体(STMicro)预计将于2014年年中开发出世界第一块硅光子器件。STMicro于2012年3月从Luxtera获得了硅光子技术的生产许可证并开始着手于开发用于硅光子器件的300mm(12英寸)的CMOS 晶片生产线。

STMicro混合工艺部总经理Flavio Benetti说:"我们认为STMicro是唯一一家生产12英寸器件的企业。"

STMicro早就在与Luxtera合作,如今又签署了一份生产协议。STMicro长期为光学组件生产商提供CMOS和BiCMOS集成芯片,但将在未来将分别生产集成芯片和光电子电路。"我们有生产自己的产品的权利。"Benetti说道。

STMicro之所以对硅光子技术有如此浓厚的兴趣是因为其数据率的提高,并且STMicro的客户们希望针对100 Gig和400 Gig获得更高级的解决方案。

"很明显,100 Gig和400 Gig的传统电子电路在速度,范围和能耗上有极限。"Benetti说道,"所以我们进行了全面的市场调查,发现硅电子是可行的解决办法之一。"

STMicro现将目光放在数据中心使用的短距离互联技术上,并且需要让其300mm生产线全负荷运作。STMicro希望在未来为其他公司提供一项铸造服务,但是该项目并不会被加入近期的运营策略中。Benetti补充说:"铸造服务或将列入长期计划,但是我们不会以晶片铸造商的身份将技术推向市场。"

光电子电路将会使用65nm光刻技术进行生产,因为光刻技术很好地平衡了生产成本和设备功能精度。测试用晶片已经被生产出来了。Benetti说:"这是我们第一次将光学工艺引进CMOS生产线,结果让我们非常满意。"

硅光子技术面临的其中一项挑战就是如何将光引入和导出电路。"如果你有光栅耦合器之类的器件,你就会明白,光栅耦合器的形状和精确度是光耦合技术的基础"Benetti说道,"如果使用90nm CMOS,生产成本会相对低一些,但是65nm技术能在生产成本和技术性能间找到一个很好的平衡点。"作为解决办法,STMicro使用铜柱将光子器件和电子集成电路连结在一个3D结构中。

相比制造一个光电单片电路,将电子芯片和光子芯片分开不仅能提高性能和还可以节省成本。分开以后,光电回路能专注于光电功能,整体器件也可以少用几个遮罩或者增加处理层。不管是使用CMOS还是BiCMOS,我们都可以提供更多的配套芯片供客户选择。而且,一些STMicro的老客户也可以重复使用它们的电子集成电路了。Benetti最后补充道:"客户们甚至都不用碰光子回路就能够完成电子电路的升级改造。"

已经有设备制造商跳过光学模块生产商,直接购买使用这种硅电子设备。这项新技术或许将会简化传统的光学产业供应链。

Benetti 也强调了生产过程中使用的硅光子回路设计工具。

STMicro的测试用晶片是使用电子设计自动化(EDA)工具完成的,但是难点未被全部解决。一个是如何实现将光引入和导出电路的产业化过程。Benetti说:"将光耦合进光纤附件仍然需要高度的改进才能实现,因此我们正在努力研究光纤附件和打包技术。通过光纤的帮助,我们正处在一个高速精确发展的时代,我们能做的还有很多。"

 

 

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