Optoelectronicdòigh amalachaidh
Amalachadh defonaigsagus tha electronics na phrìomh cheum ann a bhith ag adhartachadh comasan shiostaman giollachd fiosrachaidh, a’ comasachadh ìrean gluasad dàta nas luaithe, caitheamh cumhachd nas ìsle agus dealbhadh innealan nas toinnte, agus a’ fosgladh chothroman mòra ùra airson dealbhadh siostam. Tha dòighean amalachaidh mar as trice air an roinn ann an dà roinn: amalachadh monolithic agus amalachadh ioma-chip.
Amalachadh monolithic
Tha amalachadh monolithic a’ toirt a-steach saothrachadh phàirtean photonic agus dealanach air an aon fho-strat, mar as trice a’ cleachdadh stuthan agus pròiseasan co-fhreagarrach. Tha an dòigh-obrach seo ag amas air eadar-aghaidh fuaigheil a chruthachadh eadar solas agus dealan taobh a-staigh aon chip.
Buannachdan:
1. Lùghdaich call eadar-cheangail: Le bhith a' cur photons agus co-phàirtean eileagtronaigeach faisg air làimh, lùghdaichidh e call chomharran co-cheangailte ri ceanglaichean far-chip.
2, Coileanadh nas fheàrr: Faodaidh amalachadh nas teann leantainn gu astaran gluasad dàta nas luaithe mar thoradh air slighean comharran nas giorra agus latency nas lugha.
3, Meud nas lugha: Tha amalachadh monolithic a’ ceadachadh innealan làn toinnte, a tha gu sònraichte buannachdail airson tagraidhean cuibhrichte àite, leithid ionadan dàta no innealan inneal-làimhe.
4, lughdaich caitheamh cumhachd: cuir às don fheum air pasganan fa leth agus eadar-cheangail astar fada, a dh’ fhaodadh riatanasan cumhachd a lughdachadh gu mòr.
Dùbhlan:
1) Co-fhreagarrachd stuthan: Faodaidh a bhith a’ lorg stuthan a bheir taic do gach cuid dealanan àrd-inbhe agus gnìomhan photonic a bhith dùbhlanach oir gu tric bidh feum aca air feartan eadar-dhealaichte.
2, co-fhreagarrachd pròiseas: Is e obair iom-fhillte a th’ ann a bhith ag amalachadh pròiseasan saothrachaidh eadar-mheasgte de electronics agus photons air an aon fho-strat gun a bhith a ’lughdachadh coileanadh aon phàirt.
4, Saothrachadh iom-fhillte: Tha an ìre àrd mionaideachd a tha a dhìth airson structaran dealanach agus photononic a’ meudachadh iom-fhillteachd agus cosgais saothrachaidh.
Amalachadh ioma-chip
Tha an dòigh-obrach seo a’ ceadachadh barrachd sùbailteachd ann a bhith a’ taghadh stuthan agus pròiseasan airson gach gnìomh. Anns an aonachadh seo, thig na co-phàirtean dealanach agus photonic bho phròiseasan eadar-dhealaichte agus an uairsin air an cruinneachadh còmhla agus air an cur air pasgan no substrate cumanta (Figear 1). A-nis leig dhuinn liosta de na modhan ceangail eadar chips optoelectronic. Ceangal dìreach: Tha an dòigh seo a’ toirt a-steach conaltradh corporra dìreach agus ceangal dà uachdar planar, mar as trice air a chomasachadh le feachdan ceangail moileciuil, teas, agus cuideam. Tha e na bhuannachd dha sìmplidheachd agus ceanglaichean call a dh’ fhaodadh a bhith gu math ìosal, ach tha feum air uachdar dìreach agus glan. Ceangal fiber / grating: Anns an sgeama seo, tha an t-sreath snàithleach no fiber air a cho-thaobhadh agus air a cheangal ri oir no uachdar a ’chip photonic, a’ leigeil le solas a bhith air a cheangal a-steach agus a-mach às a ’chip. Faodar an grating a chleachdadh cuideachd airson ceangal dìreach, ag adhartachadh èifeachdas tar-chuir solais eadar a ’chip photonic agus an snàithleach a-muigh. Tuill tro-silicon (TSVn) agus meanbh-chnapan: Tha tuill tro-silicon eadar-cheangail dìreach tro fho-strat silicon, a’ leigeil leis na sgoltagan a bhith air an càrnadh ann an trì tomhasan. Còmhla ri puingean meanbh-dhronnach, bidh iad a’ cuideachadh le bhith a’ coileanadh cheanglaichean dealain eadar sgoltagan dealanach agus photonic ann an rèiteachaidhean cruachan, a tha freagarrach airson amalachadh àrd-dùmhlachd. Sreath eadar-mheadhanach optigeach: Is e substrate air leth a th ’anns an ìre eadar-mheadhan optigeach anns a bheil stiùireadh tonnan optigeach a bhios mar eadar-mheadhanair airson comharran optigeach a stiùireadh eadar chips. Tha e a 'ceadachadh co-thaobhadh mionaideach, agus fulangach a bharrachdco-phàirtean optigeachfaodar amalachadh airson barrachd sùbailteachd ceangail. Ceangal tar-chinealach: Tha an teicneòlas ceangail adhartach seo a’ cothlamadh ceangal dìreach agus teicneòlas meanbh-bump gus ceanglaichean dealain àrd-dùmhlachd a choileanadh eadar sgoltagan agus eadar-aghaidh optigeach àrd-inbhe. Tha e gu sònraichte gealltanach airson co-aonachadh optoelectronic àrd-choileanadh. Ceangal bump solder: Coltach ri ceangal flip chip, thathas a’ cleachdadh cnapan solder gus ceanglaichean dealain a chruthachadh. Ach, ann an co-theacsa amalachadh optoelectronic, feumar aire shònraichte a thoirt do bhith a’ seachnadh milleadh air co-phàirtean photonic air adhbhrachadh le cuideam teirmeach agus cumail suas co-thaobhadh optigeach.
Figear 1: : Sgeama ceangail chip-to-chip dealanach/photon
Tha buannachdan nan dòighean-obrach sin cudromach: Mar a bhios saoghal CMOS a’ leantainn air adhart a’ leantainn leasachaidhean ann an Lagh Moore, bidh e comasach gach ginealach de CMOS no Bi-CMOS atharrachadh gu sgiobalta air sliseag photonic silicon saor, a’ faighinn buannachdan bho na pròiseasan as fheàrr ann an photonics agus electronics. Leis nach eil feum aig photonics sa chumantas air structaran glè bheag a dhèanamh (tha prìomh mheudan timcheall air 100 nanometers àbhaisteach) agus gu bheil innealan mòr an taca ri transistors, bidh cùisean eaconamach buailteach a bhith a’ putadh innealan photonic gu bhith air an dèanamh ann am pròiseas air leth, air an sgaradh bho adhartach sam bith. eileagtronaigeach a tha a dhìth airson an toradh deireannach.
Buannachdan:
1, sùbailteachd: Faodar diofar stuthan agus pròiseasan a chleachdadh gu neo-eisimeileach gus an coileanadh as fheàrr de cho-phàirtean dealanach agus photonic a choileanadh.
2, inbheachd pròiseas: faodaidh cleachdadh pròiseasan saothrachaidh aibidh airson gach pàirt cinneasachadh a dhèanamh nas sìmplidhe agus cosgaisean a lughdachadh.
3, Ùrachadh is cumail suas nas fhasa: Tha dealachadh phàirtean a’ leigeil le co-phàirtean fa leth a bhith air an atharrachadh no air an ùrachadh nas fhasa gun a bhith a’ toirt buaidh air an t-siostam gu lèir.
Dùbhlan:
1, call eadar-cheangail: Tha an ceangal far-chip a’ toirt a-steach call chomharran a bharrachd agus dh’ fhaodadh gum bi feum air modhan co-thaobhadh iom-fhillte.
2, barrachd iom-fhillteachd agus meud: Feumaidh pàirtean fa leth pacadh agus eadar-cheanglaichean a bharrachd, a’ leantainn gu meudan nas motha agus cosgaisean a dh’ fhaodadh a bhith nas àirde.
3, caitheamh cumhachd nas àirde: Dh’ fhaodadh slighean comharran nas fhaide agus pacadh a bharrachd riatanasan cumhachd àrdachadh an coimeas ri amalachadh monolithic.
Co-dhùnadh:
Tha taghadh eadar amalachadh monolithic agus ioma-chip an urra ri riatanasan a tha sònraichte do thagradh, a’ toirt a-steach amasan coileanaidh, cuingeadan meud, beachdachadh air cosgais, agus inbheachd teicneòlais. A dh ’aindeoin iom-fhillteachd saothrachaidh, tha amalachadh monolithic buannachdail airson tagraidhean a dh’ fheumas fìor mhion-sgrùdadh, caitheamh cumhachd ìosal, agus sgaoileadh dàta aig astar àrd. An àite sin, tha amalachadh ioma-chip a’ tabhann barrachd sùbailteachd dealbhaidh agus a’ cleachdadh comasan saothrachaidh a th’ ann mar-thà, ga dhèanamh freagarrach airson tagraidhean far a bheil na factaran sin nas àirde na buannachdan aonachadh nas teann. Mar a thèid rannsachadh air adhart, thathas cuideachd a’ sgrùdadh dhòighean-obrach tar-chinealach a tha a’ cothlamadh eileamaidean den dà ro-innleachd gus coileanadh siostam a bharrachadh agus aig an aon àm a’ lasachadh nan dùbhlain co-cheangailte ri gach dòigh-obrach.
Ùine puist: Iuchar-08-2024