從中國科學院半導體研究所了解,硅基集成電路已經發展到近乎完美的程度,現在每年全世界的晶體管數量已經高達1018只,比全世界的螞蟻的總數還多幾十倍。電子器件間的互連中,99%是由金屬引線完成的。這種電互連即限制了計算機系統和通信系統的傳輸速率,也非常耗電。目前美國發電總量的3%用于電互連,是耗電量大戶。因此,電互連成為制約高速傳輸、多核處理、功耗降低等的瓶頸。光互連是是解決互連問題的理想方案,不但能夠提高計算機和通信的速率,還能夠降低功耗和成本。光互連已經成為當前世界上的熱門研究項目和重大開發領域。
在各種光互連方案中,硅基光互連具有尺寸小、功耗低、同CMOS工藝兼容、可集成、成本低等優點,能夠實現片間和片上光互連。SOI(絕緣體上的硅)光開光和調制器是光互連系統的核心器件,其作用是將電學信號轉換成光學信號并在光互連系統中傳輸。在科技部“973”項目“高速納米線波導電光開關陣列及微納結構電動力學問題的研究”的支持下,半導體所余金中、俞育德、李運濤、李智勇、肖希等研究人員積極探索,利用半導體所集成技術中心的微納工藝平臺,采用10納米量級的刻蝕技術,率先在國內成功研發硅基光調制器芯片。器件采用微環諧振腔結構,可以實現2Gb/s非歸零電學信號到光學信號的轉換,這是國內首款實現Gbit以上速率傳輸的硅基光調制器芯片。芯片的研發成功代表著我國硅基光互連系統的研制向國際先進水平前進了一大步。 |