意法半導體將于明年實現(xiàn)硅光子器件量產(chǎn) 助力100G/400G發(fā)展

意法半導體（STMicro）預計將于2014年年中開發(fā)出世界第一塊硅光子器件。STMicro于2012年3月從Luxtera獲得了硅光子技術的生產(chǎn)許可證并開始著手于開發(fā)用于硅光子器件的300mm（12英寸）的CMOS晶片生產(chǎn)線。

STMicro混合工藝部總經(jīng)理FlavioBenetti說："我們認為STMicro是唯一一家生產(chǎn)12英寸器件的企業(yè)。"

STMicro早就在與Luxtera合作，如今又簽署了一份生產(chǎn)協(xié)議。STMicro長期為光學組件生產(chǎn)商提供CMOS和BiCMOS集成芯片，但將在未來將分別生產(chǎn)集成芯片和光電子電路。"我們有生產(chǎn)自己的產(chǎn)品的權利。"Benetti說道。

STMicro之所以對硅光子技術有如此濃厚的興趣是因為其數(shù)據(jù)率的提高，并且STMicro的客戶們希望針對100Gig和400Gig獲得更高級的解決方案。

"很明顯，100Gig和400Gig的傳統(tǒng)電子電路在速度，范圍和能耗上有極限。"Benetti說道，"所以我們進行了全面的市場調查，發(fā)現(xiàn)硅電子是可行的解決辦法之一。"

STMicro現(xiàn)將目光放在數(shù)據(jù)中心使用的短距離互聯(lián)技術上，并且需要讓其300mm生產(chǎn)線全負荷運作。STMicro希望在未來為其他公司提供一項鑄造服務，但是該項目并不會被加入近期的運營策略中。Benetti補充說："鑄造服務或將列入長期計劃，但是我們不會以晶片鑄造商的身份將技術推向市場。"

光電子電路將會使用65nm光刻技術進行生產(chǎn)，因為光刻技術很好地平衡了生產(chǎn)成本和設備功能精度。測試用晶片已經(jīng)被生產(chǎn)出來了。Benetti說："這是我們第一次將光學工藝引進CMOS生產(chǎn)線，結果讓我們非常滿意。"

硅光子技術面臨的其中一項挑戰(zhàn)就是如何將光引入和導出電路。"如果你有光柵耦合器之類的器件，你就會明白，光柵耦合器的形狀和精確度是光耦合技術的基礎"Benetti說道，"如果使用90nmCMOS，生產(chǎn)成本會相對低一些，但是65nm技術能在生產(chǎn)成本和技術性能間找到一個很好的平衡點。"作為解決辦法，STMicro使用銅柱將光子器件和電子集成電路連結在一個3D結構中。

相比制造一個光電單片電路，將電子芯片和光子芯片分開不僅能提高性能和還可以節(jié)省成本。分開以后，光電回路能專注于光電功能，整體器件也可以少用幾個遮罩或者增加處理層。不管是使用CMOS還是BiCMOS，我們都可以提供更多的配套芯片供客戶選擇。而且，一些STMicro的老客戶也可以重復使用它們的電子集成電路了。Benetti最后補充道："客戶們甚至都不用碰光子回路就能夠完成電子電路的升級改造。"

已經(jīng)有設備制造商跳過光學模塊生產(chǎn)商，直接購買使用這種硅電子設備。這項新技術或許將會簡化傳統(tǒng)的光學產(chǎn)業(yè)供應鏈。

Benetti也強調了生產(chǎn)過程中使用的硅光子回路設計工具。

STMicro的測試用晶片是使用電子設計自動化（EDA）工具完成的，但是難點未被全部解決。一個是如何實現(xiàn)將光引入和導出電路的產(chǎn)業(yè)化過程。Benetti說："將光耦合進光纖附件仍然需要高度的改進才能實現(xiàn)，因此我們正在努力研究光纖附件和打包技術。通過光纖的幫助，我們正處在一個高速精確發(fā)展的時代，我們能做的還有很多。"