Оптоэлектронӣусули интегратсия
Ҳамгироиифотоникава электроника қадами калидӣ дар беҳтар кардани имконоти системаҳои коркарди иттилоот мебошад, ки суръати интиқоли маълумотро тезтар, истеъмоли камтари энергия ва тарҳҳои дастгоҳҳои фишурдатарро фароҳам меорад ва имкониятҳои бузурги навро барои тарҳрезии система фароҳам меорад. Усулҳои ҳамгироӣ одатан ба ду категория тақсим мешаванд: ҳамгироии яклухт ва ҳамгироии бисёрчипӣ.
Ҳамгироии монолитӣ
Ҳамгироии монолитӣ истеҳсоли ҷузъҳои фотонӣ ва электрониро дар як субстрат дар бар мегирад, ки одатан аз маводҳо ва равандҳои мувофиқ истифода мебаранд. Ин равиш ба эҷоди интерфейси бефосила байни рӯшноӣ ва барқ дар дохили як чип нигаронида шудааст.
Бартариҳо:
1. Кам кардани талафоти пайвастшавӣ: Ҷойгиркунии фотонҳо ва ҷузъҳои электронӣ дар наздикӣ талафоти сигналро, ки бо пайвастҳои берун аз чип алоқаманданд, ба ҳадди ақалл мерасонад.
2, Беҳтар шудани самаранокӣ: Ҳамгироии сахттар метавонад ба суръати тезтари интиқоли маълумот аз сабаби роҳҳои кӯтоҳтари сигнал ва кам шудани таъхир оварда расонад.
3, Андозаи хурдтар: Ҳамгироии монолитӣ имкон медиҳад, ки дастгоҳҳои хеле фишурда истифода шаванд, ки махсусан барои барномаҳои маҳдуди фазоӣ, ба монанди марказҳои додаҳо ё дастгоҳҳои дастӣ, муфид аст.
4, кам кардани истеъмоли нерӯи барқ: аз байн бурдани ниёз ба бастаҳои алоҳида ва пайвастҳои масофаи дур, ки метавонад талаботи нерӯи барқро ба таври назаррас коҳиш диҳад.
Мушкилот:
1) Мутобиқати мавод: Ёфтани маводҳое, ки ҳам электронҳои баландсифат ва ҳам функсияҳои фотониро дастгирӣ мекунанд, метавонад душвор бошад, зеро онҳо аксар вақт хосиятҳои гуногунро талаб мекунанд.
2, мутобиқати равандҳо: Ҳамгироии равандҳои гуногуни истеҳсолии электроника ва фотонҳо дар як субстрат бидуни паст кардани самаранокии ягон ҷузъ вазифаи мураккаб аст.
4, Истеҳсоли мураккаб: Дақиқии баланд барои сохторҳои электронӣ ва фотононикӣ мураккабӣ ва арзиши истеҳсолотро зиёд мекунад.
Ҳамгироии бисёрчипӣ
Ин равиш имкон медиҳад, ки дар интихоби мавод ва равандҳо барои ҳар як функсия чандирии бештар ба даст оварда шавад. Дар ин ҳамгироӣ, ҷузъҳои электронӣ ва фотонӣ аз равандҳои гуногун ба вуҷуд меоянд ва сипас якҷоя ҷамъ карда мешаванд ва дар баста ё субстрати умумӣ ҷойгир карда мешаванд (Расми 1). Акнун биёед усулҳои пайвастшавиро байни чипҳои оптоэлектронӣ номбар кунем. Пайванди мустақим: Ин усул тамос ва пайвастшавии мустақими физикии ду сатҳи ҳамворро дар бар мегирад, ки одатан аз ҷониби қувваҳои пайванди молекулавӣ, гармӣ ва фишор осон карда мешаванд. Он бартарии соддагӣ ва эҳтимолан пайвастҳои хеле ками талафот дорад, аммо сатҳҳои дақиқ ҳамоҳанг ва тозаро талаб мекунад. Пайвасткунии нах/панҷара: Дар ин схема, массиви нах ё нах ба канор ё сатҳи чипи фотонӣ ҳамоҳанг ва пайваст карда мешавад, ки имкон медиҳад, ки нур ба чип пайваст ва аз он берун шавад. Панҷара инчунин метавонад барои пайвасткунии амудӣ истифода шавад, ки самаранокии интиқоли нурро байни чипи фотонӣ ва нахи беруна беҳтар мекунад. Сӯрохиҳои тавассути кремний (TSV) ва микро-таконҳо: Сӯрохиҳои тавассути кремний пайвастҳои амудӣ тавассути субстрати кремний мебошанд, ки имкон медиҳанд чипҳо дар се андоза ҷамъ карда шаванд. Онҳо дар якҷоягӣ бо нуқтаҳои микроқабата, барои ба даст овардани пайвастҳои барқӣ байни чипҳои электронӣ ва фотонӣ дар конфигуратсияҳои қабат-қабат, ки барои ҳамгироии зичии баланд мувофиқанд, кӯмак мекунанд. Қабати миёнарави оптикӣ: Қабати миёнарави оптикӣ як субстрати алоҳида аст, ки дорои роҳнамоҳои мавҷҳои оптикӣ мебошад, ки ҳамчун миёнарав барои роҳнамоии сигналҳои оптикӣ байни чипҳо хизмат мекунанд. Он имкон медиҳад, ки ҳамоҳангсозии дақиқ ва иловагии ғайрифаъол таъмин карда шавад.ҷузъҳои оптикӣметавонад барои баланд бардоштани чандирии пайвастшавӣ муттаҳид карда шавад. Пайванди гибридӣ: Ин технологияи пешрафтаи пайванд пайванди мустақим ва технологияи микро-бумпро барои ноил шудан ба пайвастҳои электрикии зичии баланд байни чипҳо ва интерфейсҳои оптикии баландсифат муттаҳид мекунад. Он махсусан барои ҳамгироии оптоэлектронии баландсифат умедбахш аст. Пайванди кафшери кафшер: Монанди пайвасти чипҳои флип, кафшерҳои кафшер барои эҷоди пайвастҳои электрикӣ истифода мешаванд. Аммо, дар заминаи ҳамгироии оптоэлектронӣ, бояд ба пешгирӣ аз осеб ба ҷузъҳои фотонӣ, ки аз сабаби фишори гармӣ ба вуҷуд меоянд ва нигоҳ доштани ҳамоҳангии оптикӣ диққати махсус дода шавад.
Расми 1: : Нақшаи пайванди электрон/фотон аз чип ба чип
Манфиатҳои ин равишҳо назаррасанд: Азбаски ҷаҳони CMOS минбаъд низ ба беҳбудиҳо дар Қонуни Мур пайравӣ мекунад, имкон дорад, ки ҳар як насли CMOS ё Bi-CMOS-ро ба чипи арзони фотонии силикон мутобиқ созем ва аз беҳтарин равандҳо дар фотоника ва электроника баҳра барем. Азбаски фотоника одатан истеҳсоли сохторҳои хеле хурдро талаб намекунад (андозаҳои калидии тақрибан 100 нанометр маъмуланд) ва дастгоҳҳо дар муқоиса бо транзисторҳо калонанд, мулоҳизаҳои иқтисодӣ боиси он мешаванд, ки дастгоҳҳои фотониро дар раванди алоҳида, аз ҳама гуна электроникаи пешрафта, ки барои маҳсулоти ниҳоӣ заруранд, ҷудо кунанд.
Бартариҳо:
1, чандирӣ: Маводҳо ва равандҳои гуногун метавонанд мустақилона барои ноил шудан ба беҳтарин иҷрои ҷузъҳои электронӣ ва фотонӣ истифода шаванд.
2, камолоти раванд: истифодаи равандҳои пухташудаи истеҳсолӣ барои ҳар як ҷузъ метавонад истеҳсолотро содда кунад ва хароҷотро кам кунад.
3, Навсозӣ ва нигоҳдории осонтар: Ҷудо кардани ҷузъҳо имкон медиҳад, ки ҷузъҳои алоҳида бидуни таъсир ба тамоми система ба осонӣ иваз ё навсозӣ карда шаванд.
Мушкилот:
1, талафоти пайвастшавӣ: Пайвасти берун аз чип талафоти иловагии сигналро ба вуҷуд меорад ва метавонад расмиёти мураккаби ҳамоҳангсозиро талаб кунад.
2, мураккабӣ ва андозаи афзоянда: Ҷузъҳои алоҳида ба бастабандӣ ва пайвастҳои иловагӣ ниёз доранд, ки дар натиҷа андозаҳои калонтар ва хароҷоти эҳтимолан баландтар ба вуҷуд меоянд.
3, истеъмоли қувваи барқи баландтар: Роҳҳои дарозтари сигнал ва бастабандии иловагӣ метавонанд талаботи қувваи барқро дар муқоиса бо ҳамгироии монолитӣ афзоиш диҳанд.
Хулоса:
Интихоби байни ҳамгироии яклухт ва бисёрчипӣ аз талаботи мушаххаси барномаҳо, аз ҷумла ҳадафҳои иҷроиш, маҳдудиятҳои андоза, мулоҳизаҳои хароҷот ва пухтагии технология вобаста аст. Сарфи назар аз мураккабии истеҳсолот, ҳамгироии яклухтӣ барои барномаҳое, ки миниатюризатсияи шадид, истеъмоли ками энергия ва интиқоли маълумоти баландсуръатро талаб мекунанд, муфид аст. Ба ҷои ин, ҳамгироии бисёрчипӣ чандирии бештари тарроҳиро пешниҳод мекунад ва аз имконоти истеҳсолии мавҷуда истифода мебарад, ки онро барои барномаҳое мувофиқ мегардонад, ки ин омилҳо аз манфиатҳои ҳамгироии сахттар зиёдтаранд. Бо пешрафти таҳқиқот, равишҳои гибридӣ, ки унсурҳои ҳарду стратегияро муттаҳид мекунанд, инчунин барои беҳтар кардани кори система ва коҳиш додани мушкилоти марбут ба ҳар як равиш омӯхта мешаванд.
Вақти нашр: июл-08-2024