《Luxtera在TSMC采用新的TSV硅光子学平台实现了创纪录的光学性能》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2018-03-18
  • 美国加利福尼亚州卡尔斯巴德市的无晶圆厂硅光子公司Luxtera表示,台湾积体电路制造公司(TMSC,全球最大的半导体晶圆代工厂)开发的新型硅通孔(TSV)硅光子学平台已经取得显着的性能提升。

    Luxtera和台积电去年在300mm CMOS晶圆代工厂共同开发了一个独特的硅光子学平台。据称,利用台积电的工艺能力,Luxtera的新器件库已经展示了引领业界速度,功耗,密度,成本和片上系统(SoC)集成所需的关键性能参数。

    Luxtera总裁兼首席执行官Greg Young:“台积电业内领先的制造能力,加上Luxtera世界级的硅光子学设计,共同为我们的超大规模,云,企业和5G移动基础设施客户提供最高性能和最低成本的光收发器。”

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    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2022-01-25
    • 美国加州大学圣巴巴拉分校的研究人员综述了采用异质集成的高性能硅光子学最新进展,重点介绍了超低损耗波导、单波长激光器、梳状激光器和光子集成电路,包括用于激光雷达的光学相控阵和用于数据中心互连的光收发器。相关研究发表在《IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics》上。 在过去的五十年中,大多数电信、数据通信和传感器系统都依赖于单独的光学组件,例如激光器、调制器和光电探测器。最近,集成光子学由于其在尺寸、重量、成本和功耗方面的优势已经商业化。光子集成电路 (PIC) 的性能很大程度上取决于所采用的集成平台。硅光子学利用已经相当成熟的 CMOS 设备来量产低成本的光子元件,同时具有低损耗和紧凑波导等特性,比基于 III-V 的器件具有内在优势。硅光子调制器、光电探测器和无源器件可通过基于单片绝缘体上硅 (SOI) 波导结构进行制造。异质集成技术是一个关键的推动者,它不仅提供了原生Si衬底上不存在的光学增益,而且能够在芯片上实现完整的光子功能,也为多功能集成光子器件性能工程奠定了基础。 这里,研究人员介绍了异质硅光子器件和集成电路的最新进展。高设备性能和高集成度使其在通信、互连和传感器领域的应用得以实现和扩展。异构集成的关键指标是接近或超过单片集成或者混合集成。优化后的有源和无源的异构集,为性能优于离散光学元件的全新设备开辟了新的机会。窄线宽激光器就是证明这种优越性的一个典型例子。对于单片激光器,线宽增强因子 αH 是决定因素,因此,量子点激光器可以实现比量子阱激光器更窄的线宽。混合集成和异构集成,利用分别优化的有源和无源器件,可以实现超窄线宽。在这种情况下,超低损耗 SiN 无源波导占据了最佳性能。基于扩展光栅的外腔、环形谐振器的外腔和具有超高 Q 值的自注入锁定在内的多种方法,都提供了不同的激光操作和对比的激光线宽缩减率。现设计的优化非均匀III-V/Si宽可调谐激光器线宽已经比使用大型外腔的商用外腔二极管激光器(ECDLs)有着更好的表现。与混合集成类似,集成的超高 Q SiN 环形谐振器有望进一步降低激光噪声。异质集成硅光子已经在包括可见光、中-红外(中红外)的各领域发挥着重要的作用。 总体而言,异质集成硅光子电路的商业化正在迅速发展,与电子设备的紧密集成是下一代高带宽数据中心网络交换机的关键推动力。可靠、窄线宽和高通道数的异质激光源很可能在下一阶段发挥关键作用,这是异质集成硅光子相对于其他平台的一个显着优势。
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    • 来源专题:集成电路与量子信息
    • 发布时间:2024-07-29
    • 对更大计算能力的需求使量子计算成为人们关注的焦点:使用量子态进行信息处理的概念有望大大加快速度,并解决经典计算机难以解决的某些问题。在过去的几十年里,量子计算取得了显著的发展,在不同的平台上实现了小规模上的量子算法和量子优势。在迈向实际量子计算应用的过程中,研究重点正从基本的量子比特操作转向大型量子比特系统。特别是,用工业半导体制造技术制造的量子比特最近受到了极大的关注。 然而,最先进的自旋量子比特大多是在实验室环境中制造的。尽管有一些令人兴奋的量子比特演示是通过先进的工业制造技术制造的,具有良好的产量和传输均匀性,但最终的量子比特性能通常比实验室设备的性能有一定程度的下降。器件电荷噪声是自旋相干性的限制因素之一,也是表征低温器件质量的重要指标,在具有不同材料和结构的晶圆厂制造器件中通常都很高。 比利时微电子研究中心(IMEC)演示了一种高质量300 mm硅基量子点自旋量子比特制造工艺[1]。在这项工作中,研究人员为Si-MOS(金属氧化物半导体)量子比特结构定制了最先进的300毫米晶圆制造流程,通过全栅极堆叠优化,证明了Si/SiO2界面可以为量子比特操作提供低噪声环境。在多个器件中,所有量子点结构在毫开尔文(milli-Kelvin)下都表现出稳定均匀的运行,在1 Hz下的平均电荷噪声水平为0.6 μeVHz-0.5。 这种低噪声值能够实现高保真量子比特控制,因为降低噪声对于保持量子相干性和高保真度控制至关重要。通过在300mm Si-MOS量子点工艺上反复和可重复地演示,这项工作有望使基于硅量子点的大规模量子计算机成为现实[2]。 [1] A. Elsayed, M. M. K. Shehata, C. Godfrin, et al. Low charge noise quantum dots with industrial CMOS manufacturing [J]. npj Quantum Information, 2024, 10, Article number: 70. [2] https://www.imec-int.com/en/press/imec-achieves-record-low-charge-noise-si-mos-quantum-dots-fabricated-300mm-cmos-platform