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        硅光工艺平台比较

        摘要:硅光流片平台主要有:比利时的IMEC、新加坡的AMF(前身为IME)、法国的LETI、美国的AIM photonics、美国的GlobalFoudries、新加坡的CompoundTek、以色列的TowerJazz、台积电TSMC、瑞士的STMicroelectronics、德国的IHP、芬兰的VTT。北京的中科院微电子所和合肥的38所都可以对外进行硅光的MPW服务,上海微系统所也在搭建一个8寸的硅光工艺线。中芯国际也在进行硅光平台的建设。

          这篇笔记整理下现有的硅光工艺平台,并进行相关比较。

          硅光流片平台主要有:

          1)比利时的IMEC

          2)新加坡的AMF(前身为IME)

          3)法国的LETI

          4)美国的AIM photonics

          5)美国的GlobalFoudries

          6)新加坡的CompoundTek

          7)以色列的TowerJazz

          8)台积电TSMC

          9)瑞士的STMicroelectronics

          10)德国的IHP

          11)芬兰的VTT

          北京的中科院微电子所和合肥的38所都可以对外进行硅光的MPW服务,上海微系统所也在搭建一个8寸的硅光工艺线。中芯国际也在进行硅光平台的建设。

          以下列出这些流片厂提供的PDK参数,便于大家参考与比较。有些平台的器件参数,例如TSMC和STMicroelectronics,小豆芽没有收集到,就没有列出来。

          1) 无源器件

          无源器件主要包括耦合器、MMI、crossing等。对于更复杂的MUX结构,涉及到专利问题,foundry一般不提供PDK。

          表格中的/ 表示fab没有提供相关的器件参数。从上表中看出:

          1)目前主流的硅光芯片采用220nm的SOI, 只有Leti采用310nm厚的Si, VTT采用3um的厚硅工艺。

          2)硅波导的传输损耗约为2-3dB/cm, AIM的硅波导传输损耗为1dB/cm。采用浅刻蚀的脊形波导,传输损耗可进一步降低。当芯片中有很长的routing波导时,可采用该类型的波导。

          3)端面耦合器的耦合损耗一般在2dB, 光栅耦合器的损耗在3dB左右

          4)MMI的插损一般小于0.5dB, imbalance小于5%

          6)crossing结构的插损在0.3dB左右,串扰非常小,约-30dB

          2) 有源器件

          有源器件主要包括热相移器、调制器、探测器。

          上表中可以看出:

          1)Foundry大都提供热相移器,P_pi一般为20mW左右。通过结构设计,P_pi可进一步降低

          2)Foundry提供耗尽型的Mach-Zehnder调制器,其带宽在20GHz左右,插损在5dB左右,V_pi*L为2V*cm左右

          3)Ge探测器的带宽在30GHz左右,响应率大约0.7A/W, 暗电流小于100nA

          除了上述的PDK器件参数之外,流片价格和流片时间也是两个主要的考量因素。小豆芽了解到的MPW流片时间大都在3-4个月,而1个MPW block的价格,不同的foundry相差较大,一般在50K美金左右。

          除了使用foundry提供的PDK外,用户也可以根据他们提供的technology文件,进行器件的独立设计。由于硅光芯片目前的发展还处于初期阶段,不像集成电路,工程师只需在schematic层面上进行设计,不需要关心底层元器件的性能参数。随着硅光产业的发展,系统的复杂性增加,应该也会有相似的技术分工。流片厂负责底层器件的优化,用户只需使用这些PDK去搭建集成光路即可。目前有硅光产品的公司,大都拥有自己独立的硅光工艺线。

        内容来自:光学小豆芽
        本文地址:http://www.zangyo.com.cn//Site/CN/News/2019/05/18/20190518033317178663.htm 转载请保留文章出处
        关键字: 硅光
        文章标题:硅光工艺平台比较
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