在一些特定领域，硅光集成将大放光彩

2017-10-17 14:52:31 2646

0 有关硅光子技术在光通信行业一直是热门的话题，在许多人看来，硅光子将是光通信走向集成的唯一选择。其实硅光子并不会取代Ⅲ—Ⅴ族，它只是在特定领域，比如数据中心，优势比较明显，但在其他方面并不一定。为什么呢，因为硅光子技术还有许多技术挑战需要克服。首先是激光器和硅光器件之间如何耦合的问题。因为激光器和硅光器件是不同材料，如果没有设计好，耦合好，长期使用可能会出现性能问题和可靠性问题。其次是光在硅材料内传输时，损耗比在Ⅲ-Ⅴ族材料中要大。需要考虑使用更大的tiA来驱动，还是采取其他办法来如何克服这个难题。同时还有如何做到良率满足要求。最后是硅光器件的可靠性。目前业界比较担心，硅光器件材料的可靠性到底行不行，有没有进行充分的认证。对硅光子技术的前景，MACOM内部有关人士十分看好，认为在某些特定领域肯定是需要走硅光集成的道路的。对于MACOM硅光子技术的优势，MACOM在去年的OFC上推出了自己的硅光集成平台，该平台适用数据中心，甚至是国内比较火热的接入网。这个平台有两个核心技术，一个是非气密性封装，一个是无源耦合。这是目前光通信行业最头疼的两个问题。该平台的应用，可以让模块厂家和封装厂家降低他们的组装工艺难度，以及节省测试时间。这主要得益于MACOM拥有的端面刻蚀(EFT)技术和商业规模的制造能力。EFT利用晶圆级制造的成本结构优势，克服了传统切割端面(CFT)技术的固有限制，创造出成本和产能的优势，使面向光模块的激光器制造成本显著降低。采用CFT的产品必须将晶圆切割成晶条，来形成激光腔的端面，而EFT方法能够进行晶圆级加工，可基于整个晶圆完成激光器的形成。CFT激光器的晶条级测试成本高昂，并且通常只能在室温下进行，而晶圆级EFT激光器可实现每个激光器全温度范围测试，而且是自动化的，效率极高，可以避免在下游对任何有缺陷的激光器进行封装。由于CFT激光器的固有特性，导致其容易出现影响光发射精度的缺陷，因此，采用CFT激光器的硅光子集成电路需经过繁琐的装配过程，必须采取主动方式将激光器对准硅芯片：首先将激光器上电，通过物理操作改善光耦合，然后锁定到位。这一过程既浪费时间，又成本高昂。迄今为止，通过CFT能够实现的光耦合效率仅为50％。而凭借EFT技术，激光器面和硅芯片均通过高精度光刻工艺界定，并且EFT激光器通过专有的自对准(SAEFT)工艺以标准倒装方式贴装到芯片上，这种工艺同时支持边缘发射和表面发射激光器。这种端到端光刻工艺可确保激光器输出和输入波导定位是精确已知的。这既省去了CFT所需的成本高昂且繁琐的机械对准过程，又可确保高达80%的光耦合效率和器件一致性。与CFT激光器相比，EFT激光器还具有影响硅光子集成电路尺寸和成本的其它优势。CFT激光器需要通过气密封装，来避免在激光器在潮湿环境下工作引起的性能劣化，这一缺陷是因机械切割及随后为激光器面进行晶条级涂层而引起的。而使用EFT激光器时，可对激光器面进行精确的光刻界定，从而为波导表面和激光器面提供连续的保护覆盖，因此无需气密封装。由于无需气密封装，EFT激光器可显著降低最终元器件的尺寸和成本，并且允许硅光子集成电路直接位于模块电路板上，从而增大了硅光子可实现的互连密度。尽管目前由于硅光子集成电路的量还没有起来，从芯片成本上来看，与Ⅲ-Ⅴ族芯片成本相当，但由于硅光子集成电路的后续封装，组装工艺等要简单许多，总的光模块成本应该是有很大优势的。随着硅光子集成电路出货量的增大，成本有望进一步降低。关于MACOM MACOM是一家新生代半导体器件公司，集高速增长、多元化和高盈利能力等特性于一身。公司通过为光学、无线和卫星网络提供突破性半导体技术来满足社会对信息的无止境需求，从而实现全面连通且更具安全性的互联网络。如今，MACOM推动着各种基础设施的建设，让数百万人在生活中每时每刻都能方便地沟通、交易、旅行、获取信息和参与娱乐活动。我们的技术提高了移动互联网的速度和覆盖率，让光纤网络得以向企业、家庭和数据中心传输以前无法想象的巨大通信量。 MACOM技术支持下一代雷达，可用于空中交通管制和天气预报，并有助于现代网络战场上的任务取得成功，从而保卫我们所有人的安全。 MACOM是世界领先通信基础设施、航空航天与国防公司的首选合作伙伴，借助其顶尖团队和丰富的射频、微波、毫米波和光波半导体产品，可帮助这些公司解决网络容量、信号覆盖、能源效率和现场可靠性等领域内的最复杂挑战。 MACOM是半导体行业的支柱型企业，在60多年的蓬勃发展历程中，公司敢于采用大胆的技术手段，为客户提供真正的竞争优势并为投资者带来卓越的价值，致力于构筑更加美好的世界。 MACOM总部位于美国马萨诸塞州洛厄尔，已通过ISO9001国际质量标准和ISO14001环境管理标准的认证。MACOM在北美、欧洲、亚洲和澳大利亚设立了多个设计中心和销售办事处。 0
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