硅光子在半导体制造技术的未来前景

硅光子在半导体制造技术的未来前景

然而，摩尔定律的发展如今也举步维艰。是的，我们可以肯定地说会出现 3 nm 工艺，但它已经不会像以前的工艺节点提升那样带来巨大的性能或面积优势，而且注定会被贴上昂贵的标价。这也意味着市场中出现了拐点机会。但除了这一机会以外，PIC 要想成功达到媲美IC 的规模，还需要些什么呢？

答案之一有赖于 IC 所实现的标准化和优化。我们需要复制作为无晶圆厂的设计开发模式，使其为光子学领域所用。当然，这说起来容易做起来难。但是，我们可以从深入研究该模式及历史开始，了解需要投入的工作。

PDK 中还有一个重要部分是器件模型。晶圆代工厂是晶体管领域的专家。他们会细致、准确地描述晶体管在给定结构中的工作情况。只要设计人员正确地构建晶体管，他们就可以放心，器件会按设计预期的那样运行工作。

但是，仅有器件模型还不足以实现规模化。如果设计人员不得不把注意力放在确保版图中的每个晶体管都正确设计，那么要设计出我们当前创建的包含数十亿个晶体管的 SoC，将会是一项旷日持久的工程。

当然，这仍然不够。晶圆代工厂还进一步提供了定制好的标准单元库。这些库包括常用的逻辑单元和其他相对简单的基础模块。晶圆代工厂还提供更大的 IP 模块和（或）来自第三方供应商的经过定制及验证的模块 IP，例如存储器、处理器等。从理论上讲，SoC 设计人员可以根据自己的喜好组合其中的任意或全部模块，而不必担心它们的行为和性能。

然而，即便这些全部到位，IC 设计流程也远非按个按钮那么简单，人们依然很可能而且相对容易犯错误，从而造成良率或可靠性问题。尽管如此，在大致了解他们的成功史后，您应该可以明白，设计人员为何不愿放弃所有这些设计模式和安全保障了。

这对硅光子意味着什么呢？这意味着，开发类似的工具和组件对于将 PIC 整合成传统的 IC 设计及验证流程至关重要，首先要开发一个光子 PDK。

实际上，尽管面临挑战，但在实现这一目标方面仍取得了可喜的进展。虽然 GDS 和 OASIS 文件格式本身并不支持 PIC 中常见的曲线结构，而且对这些曲线结构进行传统的 DRC 验证会导致成千上万的误报，但我们已成功找到一些方法，利用专用的 DRC 来检查 PIC 版图中存在的实际问题，同时避免产生大量误报。

还有最后一个需要考虑的问题 — 如何成功地将光子和电子器件整合在一起。理想情况下，设计人员会将所需的电子和光子器件摆放在同一芯片上。但是，与电子器件相比，光子器件通常要大得多，所以光子器件设计不需要使用更先进的工艺节点。如果设计人员需要只能借助先进工艺实现的电子功能来驱动光子器件，那么最终这些光子器件将会占用大量非常昂贵的面积，导致最终的 SOC 价格令人难以承受。事实上，鉴于光子器件的尺寸很大，试图将它们与电子器件整合在一个芯片上会直接导致芯片的尺寸增大，进一步增加成本。

显而易见的解决方案是采用多芯片封装，在这方面有很多积极的消息。晶圆代工厂、外包装配与测试 (OSAT) 公司以开发类似 PDK 的方法来简化和降低封装设计和验证的风险方面，也取得了长足的进展。实际上，领先的硅光子生产代工厂 TowerJazz 近期发布了基于业界领先

硅光子具有高速数据传输、高带宽以及低功耗的前景优势，这对于当今的高性能计算、电信、军事、国防、航空航天、医疗和研究应用而言至关重要。但要实现这一前景，设计公司必须获得晶圆代工厂和 EDA 供应商为 IC 设计和验证提供的同等水平的支持。幸运的是，预后良好！业界正在积极地联合晶圆代工厂、设计人员、EDA 供应商和封测厂，致力于延续并扩大迄今为止已取得的进展，终极目标是实现硅光子技术产品化所需的实惠且规模化的设计开发平台。

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。