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近年来,硅光子技术已逐渐进入功能集成芯片的开发和应用阶段,对规范的、能提供完整工艺流程的制造平台提出了更高的要求。虽然硅光子加工是利用成熟CMOS技术和设施,但是一个成熟的CMOS平台并不能无缝地转化为硅光子平台,因为集成光路和集成电路在器件类型和图形特点上有很大的差异,导致它们的制造工艺存在差异,一系列针对硅光子的工艺模块需要开发,成熟的硅光子平台还需要建立丰富的器件库和用于指导客户进行规范设计的PDK。
中科院微电子所基于所级8英寸CMOS工艺线,开发了面向硅基光子集成器件与芯片制造的工艺平台,并于2017年5月对外发布了我国首个具有完整硅光子工艺流片能力的硅光子平台。通过与中国电科38所、中科院半导体所、武汉邮电科学院合作,微电子所硅光子平台开发了成套的硅光子工艺库和器件库,制定了硅光子平台的设计规则和工艺规范,形成了平台的PDK,并与主流光子集成设计软件Synopsys OptoDesigner和Luceda Photonics IPKISS实现了集成。用户可以在软件中调用IMECAS工具包,利用平台PDK提供的器件库,便捷、灵活地进行符合平台规范的硅光芯片设计。
截止到2018年底,微电子所硅光子平台已为70多家客户提供了MPW流片服务和定制化流片服务,改变了以往我国硅光子流片基本依赖国外平台的局面,为我国硅光子技术研究和产品研发提供了有力的支持。
图1 微电子所硅光子平台发展历程
硅光子平台