La partnership mira a creare una piattaforma fotonica di silicio da fonderia con laser a punti quantici integrato
Fonderia, Torre Semiconduttoree Quintessent, specialista nell'integrazione laser con circuiti integrati fotonici al silicio, stanno lavorando insieme per creare il primo processo al mondo di fotonica al silicio (SiPho) con laser a punti quantici integrati.
Il processo ha lo scopo di affrontare la connettività ottica nei mercati dell'intelligenza artificiale/apprendimento automatico e del calcolo disaggregato (data center). Secondo la società di ricerche di mercato Yole, il mercato dei ricetrasmettitori fotonici al silicio per i data center dovrebbe valere 3.5 miliardi di dollari entro il 2025.
Il nuovo processo di fonderia si baserà sulla piattaforma fotonica di silicio di produzione PH18 di Tower e aggiungerà laser e amplificatori ottici basati su punti quantici III-V di Quintessent per consentire una suite completa di elementi fotonici di silicio attivi e passivi. La nuova capacità sarà la prima nel settore a dimostrare il guadagno ottico integrato in un processo fotonico di silicio da fonderia standard. Il kit di sviluppo del processo iniziale (PDK) è previsto nel 2021, con esecuzioni di wafer multi-progetto (MPW) che seguiranno nel 2022.
"Quintessent e Tower stanno ridefinendo le frontiere della fotonica al silicio integrata nell'ambito di questo sforzo", ha affermato il dott. John Bowers, professore alla UCSB e co-fondatore di Quintessent. "Sono molto entusiasta delle prospettive per una nuova classe di laser ad alte prestazioni e circuiti integrati fotonici su silicio, sfruttando i vantaggi unici dei materiali a punti quantici".
La co-integrazione di laser e amplificatori con la fotonica al silicio a livello di elemento del circuito migliorerà l'efficienza energetica complessiva, eliminerà i vincoli di progettazione tradizionali come i budget di perdita su chip, semplificherà il confezionamento e renderà possibili nuove architetture e funzionalità di prodotto.
Ad esempio, un ricetrasmettitore fotonico al silicio o un prodotto sensore con laser integrati sarà in grado di eseguire un autotest completo a livello di chip o wafer. Questi vantaggi sono ulteriormente migliorati dall'impiego di Semiconduttore punti quantici come mezzo di guadagno ottico attivo, che consente ai dispositivi di maggiore affidabilità, rumore ridotto e la capacità di funzionare in modo efficiente a temperature più elevate.
Il processo PH18 aumentato fa parte del programma Lasers for Universal Microscale Optical Systems (LUMOS) di DARPA, che mira a portare laser ad alte prestazioni su piattaforme fotoniche avanzate, indirizzando applicazioni commerciali e di difesa.