Оптоэлектроникаусули интеграция
Интегратсияифотоникава электроника як қадами калидӣ дар такмили қобилиятҳои системаҳои коркарди иттилоот, имкон додани суръати интиқоли зудтари маълумот, истеъмоли ками нерӯи барқ ва тарҳҳои бештари дастгоҳҳои паймон ва кушодани имкониятҳои нави бузург барои тарҳрезии система мебошад. Усулҳои ҳамгироӣ одатан ба ду категория тақсим мешаванд: ҳамгироии монолитӣ ва ҳамгироии бисёр чипҳо.
Интегратсияи монолитӣ
Интегратсияи монолитӣ истеҳсоли ҷузъҳои фотоникӣ ва электрониро дар як субстрат, одатан бо истифода аз мавод ва равандҳои мувофиқ дар бар мегирад. Ин равиш ба эҷоди интерфейси бефосила байни рӯшноӣ ва барқ дар дохили як чипи ягона тамаркуз мекунад.
Афзалиятҳо:
1. Кам кардани талафоти пайвасти байниҳамдигарӣ: Ҷойгиркунии фотонҳо ва ҷузъҳои электронӣ дар наздикии он талафоти сигнали марбут ба пайвастҳои берун аз чипро кам мекунад.
2, Муваффақияти беҳтар: Ҳамгироии сахттар метавонад ба суръати тезтар интиқоли додаҳо аз ҳисоби роҳҳои кӯтоҳтари сигнал ва кам шудани таъхир оварда расонад.
3, Андозаи хурдтар: Интегратсияи монолитӣ имкон медиҳад, ки дастгоҳҳои хеле зич дошта бошанд, ки махсусан барои барномаҳои маҳдуди фазо, ба монанди марказҳои додаҳо ё дастгоҳҳои дастӣ муфид аст.
4, кам кардани истеъмоли қувваи барқ: аз байн бурдани зарурати бастаҳои алоҳида ва пайвастҳои байниҳамдигарӣ, ки метавонад ба таври назаррас талаботи нерӯи барқ кам кунад.
Мушкилот:
1) Мутобиқати моддӣ: Ҷустуҷӯи маводҳое, ки ҳам электронҳои баландсифат ва ҳам функсияҳои фотоникиро дастгирӣ мекунанд, метавонад душвор бошад, зеро онҳо аксар вақт хосиятҳои гуногунро талаб мекунанд.
2, мутобиқати раванд: Интегратсияи равандҳои гуногуни истеҳсолии электроника ва фотонҳо дар як субстрат бе паст кардани кори ягон ҷузъ вазифаи мураккаб аст.
4, Истеҳсоли мураккаб: Дақиқии баланд барои сохторҳои электронӣ ва фотононӣ мураккабӣ ва арзиши истеҳсолотро зиёд мекунад.
Интегратсияи бисёрсоҳавӣ
Ин равиш имкон медиҳад, ки дар интихоби мавод ва равандҳо барои ҳар як функсия чандирии бештар дошта бошад. Дар ин ҳамгироӣ ҷузъҳои электронӣ ва фотоникӣ аз равандҳои гуногун ба вуҷуд меоянд ва сипас якҷоя ҷамъ карда мешаванд ва дар як баста ё субстрати умумӣ ҷойгир карда мешаванд (Расми 1). Акнун биёед усулҳои пайвастшавӣ байни микросхемаҳои оптоэлектрониро номбар кунем. Пайванди мустақим: Ин усул алоқаи мустақими физикӣ ва пайвастани ду сатҳи ҳамвориро дар бар мегирад, ки одатан тавассути қувваҳои пайванди молекулавӣ, гармӣ ва фишор мусоидат мекунанд. Он бартарии соддагӣ ва эҳтимолан хеле кам талафоти пайвастҳоро дорад, аммо сатҳи дақиқи мувофиқ ва тозаро талаб мекунад. Пайвасткунии нах/грейтинг: Дар ин схема, массиви нах ё нах ба канор ё сатҳи чипи фотоникӣ мувофиқ карда ва пайваст карда мешавад, ки имкон медиҳад нур дар дохил ва берун аз чип пайваст карда шавад. Панҷара инчунин метавонад барои пайвасти амудӣ истифода шавад, ки самаранокии интиқоли нурро байни чипи фотоникӣ ва нахи беруна беҳтар мекунад. Тавассути сӯрохиҳои кремний (TSVs) ва микробҳо: сӯрохиҳои кремний пайвасти амудӣ тавассути субстрати кремний буда, имкон медиҳад, ки чипҳо дар се андоза ҷамъ карда шаванд. Дар якҷоягӣ бо нуқтаҳои микро-конвекс, онҳо барои ба даст овардани пайвастҳои электрикӣ байни микросхемаҳои электронӣ ва фотоникӣ дар конфигуратсияҳои ҷамъшуда, ки барои ҳамгироии зичии баланд мувофиқанд, кӯмак мекунанд. Қабати миёнарави оптикӣ: қабати миёнарави оптикӣ як субстрати алоҳидаест, ки дорои мавҷҳои оптикӣ мебошад, ки ҳамчун миёнарав барои масири сигналҳои оптикӣ байни микросхемаҳо хидмат мекунанд. Он барои ҳамоҳангсозии дақиқ ва ғайрифаъоли иловагӣ имкон медиҳадҷузъҳои оптикӣметавонад барои баланд бардоштани чандирии пайвастшавӣ муттаҳид карда шавад. Пайвасткунии гибридӣ: Ин технологияи пешрафтаи пайвастшавӣ пайвасти мустақим ва технологияи микро-баро барои ноил шудан ба пайвастҳои зичии баланд байни микросхемаҳои барқӣ ва интерфейсҳои оптикии баландсифат муттаҳид мекунад. Он махсусан барои коинтеграцияи оптоэлектроникии сермахсул умедбахш аст. Пайвастшавӣ ба кафшер: Монанди пайванди флип чип, сӯзанҳои кафшер барои эҷоди пайвастҳои барқӣ истифода мешаванд. Бо вуҷуди ин, дар заминаи интегратсияи оптоэлектронӣ, бояд ба пешгирӣ кардани осеб ба ҷузъҳои фотоникӣ, ки аз фишори гармӣ ва нигоҳ доштани ҳамоҳангии оптикӣ ба вуҷуд меоянд, диққати махсус дода шавад.
Тасвири 1: : Нақшаи пайвасткунии электрон/фотон чип-ба-чип
Манфиатҳои ин равишҳо назаррасанд: Вақте ки ҷаҳони CMOS беҳбудиҳо дар Қонуни Мурро идома медиҳад, имкон пайдо мешавад, ки ҳар як насли CMOS ё Bi-CMOS-ро ба чипи арзони силикон фотоникӣ мутобиқ созад ва аз беҳтарин равандҳо дар фотоника ва электроника. Азбаски фотоника умуман сохтани сохторҳои хеле хурдро талаб намекунад (андозаи калидӣ тақрибан 100 нанометр маъмул аст) ва дастгоҳҳо дар муқоиса бо транзисторҳо калонанд, мулоҳизаҳои иқтисодӣ майл доранд, ки дастгоҳҳои фотоникӣ дар як раванди алоҳида истеҳсол карда шаванд, ки аз ҳама гуна пешрафта ҷудо карда шаванд. электроника, ки барои махсулоти ниҳоӣ заруранд.
Афзалиятҳо:
1, чандирӣ: Маводҳо ва равандҳои гуногун метавонанд мустақилона барои ноил шудан ба иҷрои беҳтарини ҷузъҳои электронӣ ва фотоникӣ истифода шаванд.
2, камолоти раванд: истифодаи равандҳои истеҳсолии баркамол барои ҳар як ҷузъ метавонад истеҳсолотро содда ва хароҷотро коҳиш диҳад.
3, Навсозӣ ва нигоҳдории осонтар: Ҷудо кардани ҷузъҳо имкон медиҳад, ки ҷузъҳои инфиродӣ бидуни таъсир ба тамоми система ба осонӣ иваз ё такмил дода шаванд.
Мушкилот:
1, талафоти пайвастшавӣ: Пайвасти берун аз чип талафоти иловагии сигналро ба вуҷуд меорад ва метавонад расмиёти мураккаби ҳамоҳангиро талаб кунад.
2, мураккабӣ ва андозаи зиёд: ҷузъҳои инфиродӣ талаб бастабандии иловагӣ ва пайвастҳои байниҳамдигарӣ, ки боиси андозаи калонтар ва эҳтимолан хароҷоти баландтар.
3, истеъмоли қувваи барқ баландтар: Роҳҳои дарозтари сигнал ва бастабандии иловагӣ метавонанд дар муқоиса бо ҳамгироии монолитӣ талаботи нерӯро зиёд кунанд.
Хулоса:
Интихоби байни ҳамгироии монолитӣ ва бисёр чипҳо аз талаботҳои мушаххаси барнома, аз ҷумла ҳадафҳои иҷроиш, маҳдудиятҳои андоза, баррасии хароҷот ва камолоти технология вобаста аст. Сарфи назар аз мураккабии истеҳсолот, ҳамгироии монолитӣ барои барномаҳое муфид аст, ки миниатюризатсияи шадид, масрафи ками нерӯ ва интиқоли суръати баландро талаб мекунанд. Ба ҷои ин, ҳамгироии бисёрсоҳавӣ чандирии бештари тарроҳиро пешкаш мекунад ва қобилиятҳои истеҳсолии мавҷударо истифода мебарад ва онро барои барномаҳое мувофиқ месозад, ки ин омилҳо аз манфиатҳои ҳамгироии сахттар бартарӣ доранд. Бо пешрафти тадқиқот, равишҳои гибридӣ, ки унсурҳои ҳарду стратегияро муттаҳид мекунанд, инчунин барои оптимизатсияи кори система ҳангоми сабук кардани мушкилоти марбут ба ҳар як равиш омӯхта мешаванд.
Вақти фиристодан: июл-08-2024