Обзор технологии кремниевой фотоники и развития платформ

Многие прорывные достижения, полученные в лабораториях, часто не позволяют преодолеть разрыв между исследованиями и коммерциализацией. Однако кремниевая фотоника стала исключением из этой тенденции: по оценкам отраслевых аналитиков, в 2020 году объем коммерческого рынка приблизился к одному миллиарду долларов [45]. Кремниевая фотоника использует результаты исследований в области производства кремниевых полупроводниковых приборов, на которые были затрачены миллиарды долларов и десятилетия работы, обеспечивая высокий выход годных изделий, надежность технологических процессов и, прежде всего, низкую стоимость. Кремний также является подходящим оптическим материалом, прозрачным в коммерчески важных диапазонах инфракрасных длин волн, и пригоден в качестве платформы для крупномасштабных фотонных интегральных схем. Поэтому кремниевая фотоника призвана удовлетворить постоянно растущие потребности мира в пропускной способности. Она является частью формирующейся экосистемы, включающей разработчиков, фаблесс-производителей, литейные предприятия и интеграторов. В данной статье рассматривается большинство предприятий, которые в настоящее время обеспечивают изготовление фотонных интегральных схем на основе кремния. Некоторые из них представляют собой опытно-промышленные линии крупных научно-исследовательских институтов, тогда как другие являются полностью коммерческими специализированными контрактными производителями. Поскольку кремниевая фотоника уже несколько лет активно развивается в коммерческом секторе, предприятия разработали и выпустили комплекты проектирования технологических процессов (PDK), содержащие стандартные библиотеки устройств. Эти библиотеки включают оптимизированные и тщательно протестированные фотонные элементы, характеристики которых отражают стабильность и зрелость интеграционных платформ. В статье рассматриваются ранние работы в области кремниевой фотоники, а также ее коммерческий статус. Представлен всесторонний обзор развития кремниевой фотоники и литейных услуг, обеспечивающих вывод продукции на рынок, включая различные инициативы по разработке и выпуску устройств PDK. В этом контексте освещаются многолетние усилия и вклад, которые сначала IME/A*STAR, а впоследствии AMF направляли на ускорение этого процесса.