OptoelectronicCara Integrasi
Integrasi sakafotonLan elektronik minangka langkah utama kanggo ningkatake kapabilitas sistem pangolahan informasi, ngaktifake tarif transfer data sing luwih cepet, konsumsi daya sing luwih murah lan mbukak kesempatan sing luwih akeh kompak kanggo desain desain. Cara integrasi umume dipérang dadi rong kategori: integrasi monolitik lan integrasi multi-chip.
Integrasi Monolitik
Integrasi monolitik kalebu komponen sing apik lan elektronik ing landasan sing padha, biasane nggunakake bahan lan proses sing cocog. Pendhapat iki fokus kanggo nggawe antarmuka lancar ing antarane cahya lan listrik ing sangisore chip siji.
Keuntungan:
1. Ngurangi kerugian sinkronnection: nyelehake komponen lan komponen elektronik ing jarak cedhak kerugian sinyal sing ana gandhengane karo sambungan chip.
2, kinerja sing luwih apik: Integrasi luwih angel bisa nyebabake kacepetan transfer data sing luwih cepet amarga jalur sinyal sing luwih cendhek lan kurang letency.
3, ukuran cilik: Integrasi Monolitik ngidini kanggo piranti sing kompak, sing migunani banget kanggo aplikasi winates ruang, kayata pusat data utawa piranti genggem.
4, Ngurangi konsumsi daya: Ngilangi kebutuhan paket sing kapisah lan interconnek jarak jauh, sing bisa nyuda syarat tenaga.
Tantangan:
1) Kompatibilitas Material: Nggoleki bahan sing nyengkuyung loro fungsi elektron sing bermutu lan fotonik bisa dadi tantangan amarga dheweke asring mbutuhake properti sing beda.
2, Kompatibilitas proses: Nggabungake proses proses manufaktur elektronik lan fotografi ing landasan sing padha tanpa ngrusak kinerja siji komplek.
4, manufaktur sing kompleks: tliti sing dhuwur dibutuhake kanggo struktur elektronik lan Photononic nambah kerumitan lan biaya manufaktur.
Integrasi multi-chip
Cara iki ngidini keluwesan luwih gedhe kanggo milih bahan lan proses kanggo saben fungsi. Ing integrasi iki, komponen elektronik lan fotronis kalebu saka proses sing beda lan banjur dipasang bebarengan lan dilebokake ing paket umum utawa substrat (Gambar 1). Saiki ayo dhaptar mode ikatan antarane Kripik Optoelectronik. Ikatan langsung: teknik iki kalebu kontak fisik langsung lan ikatan saka loro permukaan planar, biasane digabung karo pasukan ikon, panas, lan tekanan. Nduwe kauntungan saka kesederhanaan lan sesambungan sing murah banget, nanging mbutuhake lumahing lan permukaan sing resik. Coupling Serat / Grating: Ing rencana iki, serat utawa serat serat didadekake siji lan ikatan ing pinggir utawa permukaan chip fotronis, saéngga ora bisa dicenthang lan metu saka chip. Grating uga bisa digunakake kanggo gandheng vertikal, nambah efisiensi transmisi cahya ing antarane chip fotronma lan serat eksternal. Bolongan liwat-Silicon (TSV) lan mikro-nabrak: bolongan silikon liwat saling vertikal liwat substrat silikon, saéngga kripik ditumpuk ing telung dimensi. Gabungan karo poin micro-convex, dheweke bisa nggayuh sambungan listrik ing antarane Kripik Elektronik lan Photron sing diadhepi, cocog kanggo integrasi dhuwur. Lapisan perantara optik: Lapisan perantara optik yaiku substrat sing kapisah sing ngemot gelombang rel optik sing dadi perantara kanggo sinyal optik ing antarane Kripik. Ngidini kanggo Alignment Precise, lan Pasif tambahankomponen optikbisa digabung kanggo fleksibilitas sambungan tambah. Ikatan hibrida: teknologi ikatan majeng iki nggabungake teknologi ikatan lan mikro-nabrak langsung kanggo entuk sambungan listrik sing kapadhetan ing antarane Kripik lan antarmuka optik sing bermutu tinggi. Utamane janji kanggo integrasi Opoelectration sing dhuwur kanggo kinerja. Solder Bump Ikatan: padha karo flip chip ikatan flip, benjolan solder digunakake kanggo nggawe sambungan listrik. Nanging, ing konteks integrasi optoeleknologi, perhatian khusus kudu dibayar kanggo ngindhari komponen photosik sing disebabake stres termal lan njaga alignasi optik.
Gambar 1 :: Skema Ikatan / Photo-Kanggo-Chip-Chip
Keuntungan saka pendekatan kasebut penting: Minangka jagad CMOS terus ngetutake hukum Moore, bakal cepet ngatur saben chip photos silikon utawa bi-cmo kanthi cepet ing chip fotronic sing murah ing fotonics lan elektronik. Amarga foton umume ora mbutuhake pabrik saka struktur cilik (ukuran utama udakara 100 nanometer khas) lan piranti sing gedhe dibandhingake karo piranti sing penting, dipisah saka produk pungkasan sing dibutuhake kanggo produk akhir.
Keuntungan:
1, fleksibilitas: Bahan lan proses sing bisa digunakake kanthi mandiri kanggo entuk kinerja komponen elektronik lan fotron sing paling apik.
2, proses kedewaan: Panganggone proses manufaktur sing diwasa kanggo saben komponen bisa nggawe prasaja produksi lan nyuda biaya.
3, upgrade sing luwih gampang: Pemisahan komponen ngidini komponen individu diganti utawa nganyari kanthi gampang tanpa mengaruhi sistem kabeh.
Tantangan:
1, rugi interconnection: sambungan off-chip ngenalake mundhut sinyal tambahan lan bisa uga mbutuhake prosisi kompleks kompleks.
2, kerumitan lan ukuran sing tambah akeh: komponen individu mbutuhake bungkusan tambahan lan interconnections, nyebabake ukuran sing luwih gedhe lan biaya sing luwih dhuwur.
3, konsumsi daya sing luwih dhuwur: Jalur sinyal sing luwih dawa lan bungkusan tambahan bisa nambah syarat daya dibandhingake karo integrasi monolitik.
Kesimpulan:
Milih antara integrasi ing antarane integrasi monolitik lan multi-chip gumantung karo syarat khusus kanggo aplikasi, kalebu target kinerja, ukuran ukuran, pertimbangan biaya, lan kadewasan teknologi. Sanajan kerumitan manufaktur, integrasi monolitik mupangatifikasi kanggo aplikasi sing mbutuhake miniaturisasi sing ekstrem, konsumsi daya rendah, lan transmisi data kanthi dhuwur. Nanging, integrasi multi-chip nawakake keluwesan desain sing luwih gedhe lan nggunakake kemampuan manufaktur sing ana, kanthi cocog kanggo aplikasi ing ngendi faktor kasebut ngluwihi keuntungan saka Integrasi integrasi sing angel. Minangka riset maju, pendekatan hibrida sing gabungke unsur-unsur loro strategi uga diteliti kanggo ngoptimalake kinerja sistem nalika nyuda tantangan sing ana gandhengane.
Wektu kirim: Jul-08-2024