Samenwerking streeft naar het creëren van een siliciumfotonicaplatform voor gieterijen met geïntegreerde kwantumpuntlaser
Gieterij, toren Halfgeleider, en Quintessent, een specialist in laserintegratie met silicium fotonische geïntegreerde schakelingen, werken samen om 's werelds eerste Silicon Photonics (SiPho) proces met geïntegreerde quantum dot lasers te creëren.
Het proces is bedoeld om te kijken naar de aanpak van optische connectiviteit in markten voor kunstmatige intelligentie/machine learning en gedesaggregeerde computing (datacenter). Volgens marktonderzoeksbureau Yole zal de markt voor siliciumfotonica-transceivers voor datacenters tegen 3.5 naar verwachting 2025 miljard dollar waard zijn.
Het nieuwe gieterijproces zal voortbouwen op Tower's PH18-productieplatform voor siliciumfotonica en Quintessent's III-V kwantumdot-gebaseerde lasers en optische versterkers toevoegen om een complete reeks actieve en passieve siliciumfotonische elementen mogelijk te maken. De nieuwe mogelijkheid zal een primeur zijn in de industrie in het demonstreren van geïntegreerde optische winst in een standaard fotonica-proces van silicium in een gieterij. De initiële procesontwikkelingskit (PDK) is gepland in 2021, gevolgd door multi-project wafer runs (MPW's) in 2022.
"Quintessent en Tower herdefiniëren met deze inspanning de grenzen van geïntegreerde siliciumfotonica", zegt Dr. John Bowers, UCSB-professor en medeoprichter van Quintessent. "Ik ben erg enthousiast over de vooruitzichten voor een nieuwe klasse van hoogwaardige lasers en fotonische geïntegreerde schakelingen op silicium, waarbij gebruik wordt gemaakt van de unieke voordelen van quantum dot-materialen."
De co-integratie van lasers en versterkers met siliciumfotonica op circuitelementniveau zal de algehele energie-efficiëntie verbeteren, traditionele ontwerpbeperkingen zoals on-chip verliesbudgetten elimineren, verpakking vereenvoudigen en nieuwe productarchitecturen en -functionaliteiten mogelijk maken.
Een silicium fotonische transceiver of sensorproduct met geïntegreerde lasers zal bijvoorbeeld in staat zijn tot een volledige zelftest op chip- of waferniveau. Deze voordelen worden nog versterkt door gebruik te maken van Halfgeleider quantum-dots als de actieve optische versterkingsmedia, waardoor apparaten met een grotere betrouwbaarheid, minder ruis en de mogelijkheid om efficiënt te werken bij hogere temperaturen.
Het verbeterde PH18-proces maakt deel uit van DARPA's Lasers for Universal Microscale Optical Systems (LUMOS)-programma, dat tot doel heeft hoogwaardige lasers naar geavanceerde fotonicaplatforms te brengen, gericht op commerciële en defensietoepassingen.