Opoelectronicumetudu d'integrazione
L'integrazione difotonicaè l'elettronica hè una entrata di a chjave per migliori e sistemi di trasfalla informazioni, amminendu più di trasferimentu di dati è più compattivi di cuncepimentu di u sistema. I metudi di l'integrazione sò generalmente divisi in duie categorie: Integrazione monolitica è integrazione multi-chip.
Integrazione Monolitica
L'integrazione monolitica implica cumpetenze fotoniche è elettroniche in u stessu sustrato, di solitu aduprendu materiali cumpatibili è prucessi. Questu avvicinamentu si centra à creà una interfaccia senza sindogata trà a luce è l'electricità in una sola chip.
Vantaghji:
1. Reduce i perditi di interconnection: mette i cumpunenti di fotoni è e cumpunenti elettronici in a vicinanza minimizza i perditi di signale assuciati cù cunnessione off-chip.
2, spettaculu mejoratu: L'integrazione più stretta pò purtà à a velocità di trasferimentu di dati più veloce per via di i chjassi di segni più brevi è latenza ridutta.
3, taglia più chjuca: integrazione monolitica per permette di i dispositi assai compacti, chì hè particularmente beneficazione per l'applicazioni ropa e limite o cum'è i prestiti di dati.
4, Reduisce u cunsumtu putenza: Elimina a necessità per pacchetti separati è interconnette longu, chì ponu riduce i bisogni di l'avdizioni.
Sfida:
1) A cumpetiibilità materiale: Trova materiali chì sustenenu l'elettroni di alta qualità è funzioni fotoniche ponu esse sfida perchè ùn anu spessueddi diverse proprietà.
2, Compatibilità di u prucessu: Integrare i diversi fabricazioni di diverse situazione è fotoni nantu à a stessa sustrata senza degradante
4, fabricazione cumplessa: L'alta precisione necessaria per e strutture elettroniche è fotononiche aumenta a cumplessità è u costu di a fabricazione.
Integrazione multi-chip
Stu approcciu permette una flessibilità più grande in a selezzione di materiali è prucessi per ogni funzione. In l'integrazione, i cumpunenti elettronichii facenu sfarenti prucessi è poi riuniscenu inseme è pusate nantu à un pacchettu cumunu (a figura 1). Avà linceremu i modi di ligame trà i patatine optoelectronici. Light Right: Questa tecnica implica u cuntattu fisicu direttu è ligame di e duie superfici planar, generalmente facilitate da forze di ligame moleculari, calore, è pressione. Havi u vantaghju di a simplicità è e cunnessione di perdita potenzalmentu assai bassu, ma richiede precisamente allinata è e superfici puliti. Fibra / Gratuita in stu schema, u fibra o a fibra array hè alluntanata à u borde o a superficia di u chip fotonicu, chì permettenu à esse accoppiatu. A Grating pò ancu esse aduprata per chì accogliore verticale, migliurà l'efficienza di a trasmissione di luce trà u chip fotonicu è u fibra fotonicu. Attraversu i buchi di silicon (TSVs) è i micro-batti sò interconne verticali sò interconnetti verticali attraversu un sustrato in silicione, chì permette à i chips per esse staccati. Cumminati cù punti micro-convex, aiutanu à ottene cunnessione elettrici trà e chips elettroniche è fotoniche in cunfigurazioni staccati, adattati per l'integrazione di alta densità. A capa intermediaria ottica: a strata intermediaria ottica hè una sustrata di l'essere separata chì serve uttenente cum'è un intermediariu per i segni otto di routing trà chips. Permette à l'allinjamentu precisu, è passivu supplementuComponenti ottichipò esse integratu per a flessibilità di cunnessione aumentatu. HYBRID Bonding: Questa tecnulugia di ligame avanzata combina a tecnulugia diretta è a tecnulugia micro-bump per ottene cunnessione elettrica di alta densità trà e chips è interfacce ottica di alta qualità. Hè particularmente prumettente per u co-integrazione di alta rendimentu. U BILLING BILD SOLDER: Simile à Flip Chip Kiping, Bumps Soldate sò usati per creà cunnessione elettriche. Tuttavia, in u cuntestu di l'integrazione optoelectronica, l'attenzione speciale deve esse pagata per esigene à i cumpunenti fotonici causati da un stress di termali è di mantene l'allinjamentu termale.
Figura 1:: Elettron / Photon Chip Scheme Bonding Scheme
I benefici di questi s'avvicina: quantu u mondu CMOS in mughjunione, serà u beneficiu di i benefici in fotografii è elettronica. Perchè fotonii in generale ùn hà micca bisognu di strutture assai chjucu (taglie chjave per scopi uniformi per spettà in un prucessu di fotononiche, siparati da qualsiasi elettronica per u pruduttu finali.
Vantaghji:
1, flessibilità: Diversi materiali è prucessi ponu esse usati in modu indipendente per ottene u megliu rendimentu di cumpunenti elettronichi è fotonici.
2, prucessa maturità: l'usu di prucessi di maquendu per ogni cumpunente pò simplificà a pruduzzione è riduce i costi.
3, più faciule aghjurnà e mantenimentu: a separazione di cumpunenti permette un cumpunenti individuali da esse rimpiazzati o aghjurnati più facilmente senza affettà u sistema sanu.
Sfida:
1, perdita Interconnaria: A cunnessione off-chip presentà a perdita di signale supplementu è pò avè bisognu di prucedure di allinjamentu cumplessu.
2, aumentata cumplessuità è dimensione: cumpunenti individuali necessitanu imballamenti addiziunali è interconnectizie, risultatu in costi più impurtanti è potenziali.
3, U cunsumu di u putere più altu: I chjassi di segnu più longu è l'imballaggi supplementari ponu aumentà i requisiti di l'energia cumparatu à l'integrazione monolitica.
Conclusione:
Sceglite entre integrazione monolitica è multi-chip dipende da i requicii specifichi di applicazioni, cumprese u tolfi per u rendiment, dimensione restorità, cunsizzioni di costu, è a maturità costi. Impicà a cumplessità di a fabricazione malitta, l'integrazione monolitica hè u vantitageu per l'applicazioni chì necessanu dinò Miniùzidizazione estremu, u cunsumu di forza bassa, è cunsumazione à alta putenza, è di a dati di alta putenza. Invece, l'Interazione Multi-Chip cù flessesi di cuncepimentu più grande è a publicendu capacità di de cuncepimentu, realtà adattata per l'applicazioni induve ste fattori sò superati i beneficii più stretti integrazione. Cum'è a ricerca avanza, l'ibridu si approcci chì l'elementi di tramindui sò ancu esplorati per ottimisà u rendimentu di u sistema mentre mitiganu e sfide cù ogni approcciu.
Tempu Post: U 08-2024