양자점 레이저가 통합된 파운드리 실리콘 포토닉스 플랫폼을 만들기 위한 파트너십

주조소, 타워 반도체, 그리고 실리콘 광자 집적 회로와 레이저 통합 전문업체인 Quintessent가 협력하여 양자점 레이저가 통합된 세계 최초의 Silicon Photonics(SiPho) 프로세스를 개발하고 있습니다.

이 프로세스는 인공 지능/머신 러닝 및 세분화된 컴퓨팅(데이터 센터) 시장에서 광학 연결을 해결하는 방법을 살펴보기 위한 것입니다. 시장 조사 기관인 Yole에 따르면 데이터 센터용 실리콘 포토닉스 트랜시버 시장은 3.5년까지 2025억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됩니다.

새로운 파운드리 공정은 Tower의 PH18 생산 실리콘 포토닉스 플랫폼을 기반으로 하고 Quintessent의 III-V 양자점 기반 레이저와 광 증폭기를 추가하여 능동 및 수동 실리콘 포토닉 요소의 완전한 제품군을 가능하게 합니다. 새로운 기능은 표준 파운드리 실리콘 포토닉스 공정에서 통합된 광학 이득을 입증하는 업계 최초가 될 것입니다. 초기 공정 개발 키트(PDK)는 2021년에 계획되고 다중 프로젝트 웨이퍼 실행(MPW)은 2022년에 계획됩니다.

UCSB 교수이자 Quintessent 공동 설립자인 John Bowers 박사는 “Quintessent와 Tower는 이러한 노력 하에 통합 실리콘 포토닉스의 경계를 재정의하고 있습니다. "양자점 재료의 고유한 이점을 활용하는 새로운 종류의 고성능 레이저와 실리콘의 광자 집적 회로에 대한 전망에 매우 흥분됩니다."

회로 요소 수준에서 실리콘 포토닉스와 레이저 및 증폭기의 공동 통합은 전반적인 전력 효율성을 개선하고, 온칩 손실 예산과 같은 기존 설계 제약을 제거하고, 패키징을 단순화하고, 새로운 제품 아키텍처 및 기능을 가능하게 합니다.

예를 들어, 레이저가 통합된 실리콘 포토닉 트랜시버 또는 센서 제품은 칩 또는 웨이퍼 수준에서 자체 테스트를 완료할 수 있습니다. 이러한 장점은 다음을 사용하여 더욱 강화됩니다. 반도체 능동 광학 이득 매체로서의 양자점은 더 높은 신뢰성, 더 낮은 잡음, 더 높은 온도에서 효율적으로 작동할 수 있는 능력을 가진 장치를 가능하게 합니다.

증강 PH18 공정은 고성능 레이저를 첨단 포토닉스 플랫폼에 도입하여 상업용 및 방위 산업 분야에 적용하는 것을 목표로 하는 DARPA의 LUMOS(Universal Microscale Optical Systems) 레이저 프로그램의 일부입니다.