会员注册 会员登陆
用户名
密 码
记注密码   忘记密码?
欢迎您访问激光与红外网! Welcome to LASER & INFRARED!
  明星企业
 
  支持单位
  展会专题
·光电辉映启新程!第六届世...
·LTO 20周年:产学研的“相...
·CIOP2025薄膜铌酸锂专题:...
·新天“光”耀韩国光博会!...
·重磅来袭!全数会 2025中国...
·至纯至亮的光:第二届单频...
·新发路观察+丨在长春看见更...
·克洛托光电闪耀长春国际光...
·重磅来袭!全数会 2025中国...
  业界访谈
·晶合集成获得实用新型专利...
·永不消散的光谱——缅怀中...
·张晓东:扎根一线16年,从...
·钱临照:在战火中淬炼科研...
·锐科激光牵头,超高功率工...
·多家单位半导体激光器相关...
·山大教授徐现刚带领团队研...
·吴挺竹:深耕半导体光电芯...
·在AI时代重新定义“了解自...
·英诺激光正式参评“维科杯...
·一束光:激活一个产业 照亮...
  技术动态    
美国研制出光路和电路混合集成芯片新工艺
作者:cmh        来源:国防科技信息网 
日期:2018-04-28    阅读次数:1399
副标题:

        据 王巍 报道,美国麻省理工学院网站2018年4月19日报道,两年半以前,由美国麻省理工学院、加州大学伯克利分校和波士顿大学牵头的一个研究小组取得了关键突破:在单块芯片上利用现有制造工艺同时集成电子器件和光子器件,研制出可以实际工作的微处理器。  
        所采用的方法,是在芯片的硅材料层中同时制备电子器件与光子器件。这意味着,需要借助一种已经久远的技术。这种技术所采用的硅材料厚度足够,能够满足制造光器件的要求。  
        然而,根据最近一期的 《自然》杂志,该研究小组取得了另一突破:实现了在单块芯片上分别集成光子器件和电子器件,同时能够利用更现代的CMOS晶体管技术。该成果可以利用现有的半导体制造工艺。  
        该成果的优点在于,可以独立对光路进行优化。硅基电子技术多种多样,如果能够向电路中添加光路,未来通信与计算芯片性能将更加强大。例如,微处理器制造商英特尔公司,或图像处理器制造商英伟达公司,如果无需太多调整就能在芯片上添加光路,芯片的性能无疑将爆发式增长。  
        从电通信向光通信转变,能够推动芯片处理速度大幅提升并降低芯片功耗。随着芯片上晶体管的数量持续增长,光通信的优点将越来越突出。“美国半导体产业协会”估计,如不加以应对,按照目前计算系统耗电量的增长速度,2040年全球计算系统所需的电量将超过全球发电能力。  
        光学器件或光子器件,和电子器件在同一芯片上集成,能够大幅降低耗电功率。光通信器件目前已经在售,但是现有光器件消耗的能量过多,难以应用到微处理器等电子芯片中去。将数字化信息转换成光信号的商业调制器芯片,其耗电功率是新芯片的10倍~100倍。  
        新芯片也能比旧芯片节省10~20倍的片上空间。因为,在同一芯片上集成电路和光路,能够采用更有空间效率的设计方法。  
        研究人员还研制了光路和电路的混合架构,这在无法集成电路部分的情况下则无法实现。例如,市场上没有采用光谐振器的商业化光收发器,因为长期以来无法在同一芯片上实现电路和光路混合集成,利用电路对光谐振器进行稳定和控制。  
        新的光电芯片除了计算功能部分包含的数百万的晶体管,还集成了调制器、波导、谐振器(用于将携载不同数据的各种波长的光分开)等光通信器件。  
        硅材料是现代计算机芯片的基础。光器件则需要在二氧化硅(玻璃)上制造。利用硅材料和二氧化硅两种材料折射率的不同,可以将光限制在硅光器件内。  
        早期的集成光路技术,需要采用芯片键合工艺,即在单块芯片上,通过熔融方式将硅晶片与带有二氧化硅淀积层的晶片结合。新突破则支持在硅晶片上直接淀积各种厚度的二氧化硅,再在二氧化硅上淀积由多种微小晶粒构成的多晶硅材料。  
        单晶硅具有确定的电效率和光效率,但多晶硅可以在电效率和光效率之间进行权衡调整。晶粒大的多晶硅材料对电流传导效率高,但导光性差;晶粒小的多晶硅对光散射小,但导电性差。  
        该研究利用了纽约州立大学阿尔巴尼分校的纳米级科学和工程制造设施。研究人员试验了多种多晶硅材料、硅材料的不同利用方式、各种加工温度和时间,最终找到了在电子和光子性能之间能够做出较好权衡的一组参数。 

    
发表评论  
姓名: 匿名
主题:
请点击查看全部评论!  注册新用户
  产经透视
 
·飓芯科技获3亿元B轮融资 加速大功率蓝绿光激光...
·21发21中,中国电科面向国际客户展出“天穹”...
·首次发布!中国电科三大产品品牌引领低空经济...
·107亿→272亿背后,超快激光的三大技术裂变
 
  产业资讯
 
·中国电科面向国际客户展示“天穹”激光武器战...
·红外热成像行业产业链图谱、技术演进与市场格...
·2025年中国红外探测器行业发展现状分析及趋势...
·超强激光脉冲实现单次全结构测量
 
   
  技术动态
 
·颠覆性升级!挪威科技大学重塑激光技术未来
·颠覆性升级!挪威科技大学重塑激光技术未来
·武汉理工大学:“掺杂+退火”突破超低吸收光学...
·超轻柔性热防护材料开发获新进展
 
  技术专题
 
·“乐高式”标准化量子点片上光源及放大器问世...
·“乐高式”标准化量子点片上光源及放大器问世...
·香港城市大学王骋:低功耗薄膜铌酸锂电光频率...
·合成时域晶格捕捉量子“穿墙术”
 
 
首页 激光与红外杂志 产业报道 光电技术 企业展台 产品展示 供求市场 展会专题 最新公告 关于我们
您是 位访问者
版权所有:激光与红外杂志 京ICP备05019986号 Copyright©2004 www.laser-infrared.com All Rights Reserved
Process: 0.051s ( Load:0.003s Init:0.002s Exec:0.035s Template:0.010s ) | DB :12 queries 0 writes | UseMem:1,710 kb