Ọna isọdọkan Optoelectronic

Ẹ̀rọ itannaọ̀nà ìṣọ̀kan

Ìṣọ̀kan tiàwọn fọ́tóníkìàti ẹ̀rọ itanna jẹ́ ìgbésẹ̀ pàtàkì nínú mímú agbára àwọn ètò ìṣiṣẹ́ ìwífún pọ̀ sí i, mímú kí ìwọ̀n ìyípadà dátà yára, agbára tí ó dínkù àti àwọn àpẹẹrẹ ẹ̀rọ kékeré sí i, àti ṣíṣí àwọn àǹfààní tuntun ńlá fún ṣíṣe ètò náà. Àwọn ọ̀nà ìṣọ̀kan ni a sábà máa ń pín sí ẹ̀ka méjì: ìṣọ̀kan monolithic àti ìṣọ̀kan multi-chip.

Ìṣọ̀kan Monolithic
Ìṣọ̀kan monolithic kan ní í ṣe pẹ̀lú ṣíṣe àwọn ohun èlò photonic àti elekitironi lórí ohun èlò kan náà, nígbà gbogbo nípa lílo àwọn ohun èlò àti ìlànà tó báramu. Ọ̀nà yìí dojúkọ ṣíṣẹ̀dá ìbáṣepọ̀ tí kò ní ìdààmú láàárín ìmọ́lẹ̀ àti iná mànàmáná láàrín ìṣẹ́po kan ṣoṣo.
Àwọn àǹfààní:
1. Dín àwọn ìpàdánù ìbáṣepọ̀ kù: Fífi àwọn fọ́tòn àti àwọn èròjà ẹ̀rọ itanna sí ibi tí ó súnmọ́ ara wọn máa ń dín àwọn ìpàdánù àmì tí ó níí ṣe pẹ̀lú àwọn ìsopọ̀ tí kò ní ìṣiṣẹ́ kù.
2, Iṣẹ́ tó dára síi: Ìṣọ̀kan tó lágbára lè mú kí iyàrá ìgbésẹ̀ dátà yára síi nítorí àwọn ipa ọ̀nà àmì tó kúrú àti ìdínkù ìdúró.
3, Iwọn kekere: Iṣọkan monolithic gba awọn ẹrọ ti o kere pupọ laaye, eyiti o jẹ anfani pataki fun awọn ohun elo ti o ni opin aaye, gẹgẹbi awọn ile-iṣẹ data tabi awọn ẹrọ amusowo.
4, dín agbára lílo kù: mú àìní fún àwọn àpò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ àti àwọn ìsopọ̀ ọ̀nà jíjìn kúrò, èyí tí ó lè dín agbára lílo kù ní pàtàkì.
Ìpèníjà:
1) Ibamu ohun elo: Wiwa awọn ohun elo ti o ṣe atilẹyin fun awọn elekitironi didara giga ati awọn iṣẹ photonic le jẹ ipenija nitori wọn nigbagbogbo nilo awọn ohun-ini oriṣiriṣi.
2, ìbáramu ilana: Ṣíṣe àkójọpọ̀ onírúurú ilana iṣelọpọ ti awọn ẹrọ itanna ati awọn photon lori ipilẹ kanna laisi ibajẹ iṣẹ ti eyikeyi apakan kan jẹ iṣẹ-ṣiṣe ti o nira.
4, Iṣẹ́-ṣíṣe tó díjú: Ìpele gíga tó yẹ fún àwọn ẹ̀rọ itanna àti fọ́tónó ...

Ìṣọ̀kan ọ̀pọ̀lọpọ̀-ërún
Ọ̀nà yìí gba ààyè fún ìyípadà tó pọ̀ sí i nínú yíyan àwọn ohun èlò àti ìlànà fún iṣẹ́ kọ̀ọ̀kan. Nínú ìṣọ̀kan yìí, àwọn ohun èlò ẹ̀rọ itanna àti fọ́tòníkì wá láti oríṣiríṣi ọ̀nà, lẹ́yìn náà a kó wọn jọ pọ̀ a sì gbé wọn sí orí àpò tàbí ohun èlò ìṣàpẹẹrẹ kan náà (Àwòrán 1). Nísinsìnyí, ẹ jẹ́ kí a ṣe àkọsílẹ̀ àwọn ọ̀nà ìsopọ̀ láàrín àwọn ṣẹ́ẹ̀tì optoelectronic. Ìsopọ̀ tààrà: Ọ̀nà yìí ní í ṣe pẹ̀lú ìfọwọ́sowọ́pọ̀ tààrà àti ìsopọ̀ àwọn ojú ilẹ̀ méjì tí ó ní ìlà, tí agbára ìsopọ̀ mọ́líkì, ooru, àti ìfúnpá máa ń mú rọrùn. Ó ní àǹfààní ìrọ̀rùn àti àwọn ìsopọ̀ pípadánù tí ó lè kéré gan-an, ṣùgbọ́n ó nílò àwọn ojú ilẹ̀ tí ó tò déédé àti mímọ́. Ìsopọ̀ mọ́líkì/fáìlì: Nínú ètò yìí, a ṣe ìsopọ̀ mọ́líkì tàbí okùn àti a so mọ́ etí tàbí ojú ilẹ̀ fọ́tòníkì, èyí tí ó ń jẹ́ kí ìmọ́lẹ̀ so mọ́ inú àti jáde kúrò nínú ṣẹ́ẹ̀tì náà. A tún lè lo ṣẹ́ẹ̀tì náà fún ìsopọ̀ mọ́líkì, èyí tí ó ń mú kí agbára ìsopọ̀ mọ́líkì pọ̀ sí i. Àwọn ihò mọ́líkì àti àwọn ìbúgbàù kékeré: Àwọn ihò mọ́líkì jẹ́ àwọn ìsopọ̀ mọ́líkì nípasẹ̀ ohun èlò silicon, tí ó ń jẹ́ kí àwọn ṣẹ́ẹ̀tì náà wà ní ìwọ̀n mẹ́ta. Ní ìdàpọ̀ pẹ̀lú àwọn àmì micro-convex, wọ́n ń ran lọ́wọ́ láti ṣàṣeyọrí àwọn ìsopọ̀ iná mànàmáná láàrín àwọn ërún ẹ̀rọ itanna àti fọ́tóníkì nínú àwọn ìṣètò tí a kó jọ, tí ó yẹ fún ìṣọ̀kan gíga-ìwọ̀n. Ìpele alágbèékánjú optíkì: Ìpele alágbèékánjú optíkì jẹ́ ìpìlẹ̀ tí ó yàtọ̀ tí ó ní àwọn ìtọ́sọ́nà ìgbì ojú optíkì tí ó ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí alágbèékánjú fún títọ́ àwọn àmì ojú optíkì láàrín àwọn ërún. Ó ń gbà láàyè fún títọ́ pípéye, àti àfikún passiveawọn ẹya ẹrọ opitikaa le so pọ mọ fun irọrun asopọ ti o pọ si. Isopọpọ Apapo: Imọ-ẹrọ isopọpọ ti o ni ilọsiwaju yii n so asopọ taara ati imọ-ẹrọ micro-bump pọ lati ṣaṣeyọri awọn asopọ itanna giga laarin awọn eerun ati awọn wiwo opitika ti o ni didara giga. O jẹ ileri pataki fun iṣọpọ optoelectronic ti o ni iṣẹ giga. Isopọpọ bump solder: Bii isopọpọ chip flip, awọn bump solder ni a lo lati ṣẹda awọn asopọ ina. Sibẹsibẹ, ni ipo ti iṣọpọ optoelectronic, a gbọdọ san ifojusi pataki lati yago fun ibajẹ si awọn paati photonic ti wahala ooru fa ati mimu titopọ opitika.

Àwòrán 1: : Ètò ìsopọ̀mọ́ra ẹ̀rọ itanna/fọ́tòn sí ìṣẹ́po

Àwọn àǹfààní àwọn ọ̀nà wọ̀nyí ṣe pàtàkì: Bí ayé CMOS ṣe ń tẹ̀síwájú láti tẹ̀lé àwọn àtúnṣe nínú Òfin Moore, yóò ṣeé ṣe láti yára mú ìran kọ̀ọ̀kan ti CMOS tàbí Bi-CMOS yípadà sí ìṣùpọ̀ silicon photonic olowo poku, kí ó sì máa jẹ àǹfààní àwọn ìlànà tó dára jùlọ nínú photonics àti electronics. Nítorí pé photonics kò nílò ṣíṣe àwọn ètò kékeré (àwọn ìwọ̀n pàtàkì tó tó 100 nanometers jẹ́ ohun tó wọ́pọ̀) àti pé àwọn ẹ̀rọ náà tóbi ní ìfiwéra pẹ̀lú transistor, àwọn èrò ìṣúná owó yóò máa tì àwọn ẹ̀rọ photonic láti ṣe é ní ìlànà ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, tí a yà sọ́tọ̀ kúrò nínú ẹ̀rọ itanna tó ti ní ìlọsíwájú tí a nílò fún ọjà ìkẹyìn.
Àwọn àǹfààní:
1, irọrun: Awọn ohun elo ati ilana oriṣiriṣi le ṣee lo lọtọ lati ṣaṣeyọri iṣẹ ti o dara julọ ti awọn paati itanna ati fọtoniki.
2, ìdàgbàsókè ilana: lilo awọn ilana iṣelọpọ ti ogbo fun apakan kọọkan le jẹ ki iṣelọpọ rọrun ati dinku awọn idiyele.
3, Ìmúdàgbàsókè àti ìtọ́jú tó rọrùn jù: Pípín àwọn ẹ̀yà ara jẹ́ kí a lè rọ́pò tàbí ṣe àtúnṣe sí àwọn ẹ̀yà ara kọ̀ọ̀kan ní irọ̀rùn láìsí ipa lórí gbogbo ètò náà.
Ìpèníjà:
1, pipadanu isopọmọ: Asopọ ti o wa ni pipa-chip n ṣafihan pipadanu ifihan agbara afikun ati pe o le nilo awọn ilana tito lẹkunrẹrẹ.
2, ìdàgbàsókè àti ìtóbi tó pọ̀ sí i: Àwọn èròjà kọ̀ọ̀kan nílò àfikún ìdìpọ̀ àti ìsopọ̀, èyí tó lè mú kí àwọn ìwọ̀n tó pọ̀ sí i àti pé ó ṣeé ṣe kí owó tó pọ̀ sí i pọ̀ sí i.
3, agbara lilo ti o ga julọ: Awọn ipa ọna ifihan agbara gigun ati apoti afikun le mu awọn ibeere agbara pọ si ni akawe si iṣọpọ monolithic.
Ìparí:
Yíyàn láàárín ìṣọ̀kan monolithic àti multi-chip sinmi lórí àwọn ohun tí a nílò fún ìlò, títí bí àwọn ibi-afẹ́de iṣẹ́, àwọn ìdíwọ́ ìwọ̀n, àwọn àkíyèsí iye owó, àti ìdàgbàsókè ìmọ̀-ẹ̀rọ. Láìka ìṣòro iṣẹ́-ṣíṣe sí, ìṣọ̀kan monolithic jẹ́ àǹfààní fún àwọn ohun èlò tí ó nílò ìfàsẹ́yìn púpọ̀, agbára díẹ̀, àti ìfiranṣẹ́ data iyara gíga. Dípò bẹ́ẹ̀, ìṣọ̀kan multi-chip ń fúnni ní ìyípadà tó pọ̀ sí i nínú àwòrán àti lílo àwọn agbára ìṣelọ́pọ́ tí ó wà, èyí tí ó mú kí ó yẹ fún àwọn ohun èlò níbi tí àwọn kókó wọ̀nyí ti ju àǹfààní ìṣọ̀kan tí ó lágbára lọ. Bí ìwádìí ṣe ń tẹ̀síwájú, àwọn ọ̀nà àdàpọ̀ tí ó parapọ̀ àwọn èròjà ti àwọn ọgbọ́n méjèèjì ni a tún ń ṣe àwárí láti mú kí iṣẹ́ ètò náà dára síi nígbà tí ó ń dín àwọn ìpèníjà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ọ̀nà kọ̀ọ̀kan kù.