Hợp tác mong muốn tạo ra nền tảng quang tử silicon đúc với laser chấm lượng tử tích hợp

Xưởng đúc, Tháp Semiconductorvà Quintessent, một chuyên gia về tích hợp laser với các mạch tích hợp quang tử silicon, đang hợp tác để tạo ra quy trình Silicon Photonics (SiPho) đầu tiên trên thế giới với các tia laser chấm lượng tử tích hợp.

Quá trình này nhằm mục đích xem xét giải quyết kết nối quang học trong Trí tuệ nhân tạo / Máy học và thị trường máy tính tách rời (trung tâm dữ liệu). Theo công ty nghiên cứu thị trường Yole, thị trường thiết bị thu phát quang tử silicon cho các trung tâm dữ liệu dự kiến ​​sẽ trị giá 3.5 tỷ USD vào năm 2025.

Quy trình đúc mới sẽ xây dựng dựa trên nền tảng quang tử silicon sản xuất PH18 của Tower và bổ sung thêm các bộ khuếch đại quang và laser dựa trên chấm lượng tử III-V của Quintessent để tạo ra một bộ hoàn chỉnh các phần tử quang tử silicon chủ động và thụ động. Khả năng mới sẽ là một ngành công nghiệp đầu tiên trong việc chứng minh độ lợi quang học tích hợp trong quy trình quang tử silicon đúc tiêu chuẩn. Bộ phát triển quy trình ban đầu (PDK) được lên kế hoạch vào năm 2021, với các đợt chạy wafer đa dự án (MPW) sau đó vào năm 2022.

Tiến sĩ John Bowers, Giáo sư và Đồng sáng lập Quintessent cho biết: “Quintessent và Tower đang xác định lại ranh giới của quang tử silicon tích hợp trong nỗ lực này. “Tôi rất vui mừng trước triển vọng về một loại laser hiệu suất cao và mạch tích hợp quang tử mới trên silicon, tận dụng những ưu điểm độc đáo của vật liệu chấm lượng tử.”

Việc đồng tích hợp laser và bộ khuếch đại với quang tử silicon ở cấp phần tử mạch sẽ cải thiện hiệu suất điện năng tổng thể, loại bỏ các ràng buộc thiết kế truyền thống như ngân sách tổn thất trên chip, đơn giản hóa việc đóng gói và tạo ra các cấu trúc và chức năng sản phẩm mới.

Ví dụ, một sản phẩm cảm biến hoặc bộ thu phát quang tử silicon có tích hợp laser sẽ có khả năng tự kiểm tra hoàn toàn ở cấp độ chip hoặc tấm wafer. Những lợi thế này được nâng cao hơn nữa bằng cách sử dụng Semiconductor chấm lượng tử làm phương tiện khuếch đại quang học hoạt động, cho phép các thiết bị có độ tin cậy cao hơn, tiếng ồn thấp hơn và khả năng hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ cao hơn.

Quy trình PH18 tăng cường là một phần của chương trình Laser cho các hệ thống quang học vi mô phổ quát (LUMOS) của DARPA, nhằm mục đích mang lại các tia laser hiệu suất cao cho các nền quang tử tiên tiến, giải quyết các ứng dụng thương mại và quốc phòng.