多项目晶圆流片推动规模化光子集成技术发展与应用

随着全球光网络通信容量的爆炸性增长，为了应对高速传输需求、减小设备体积、降低制造成本，集成光学和光子集成技术成为了光电子器件发展的核心趋势。本文重点探讨了基于多项目晶圆流片的规模化光子集成技术，这种技术对于解决未来宽带光网络在能耗、体积和容量方面面临的挑战至关重要。 多项目晶圆流片（Multi-Project Wafer Flow, MPW）是一种先进的制造方法，它允许在同一晶圆上同时进行多个小型项目的集成制造，提高了生产效率和灵活性。技术主要分为三种：硅基光子集成技术、Ⅲ-V族磷化铟集成技术和TriPleX集成技术。硅基光子集成是利用硅作为基底材料，结合其高集成度和成熟的技术基础，发展出的光子集成方案；磷化铟集成则利用Ⅲ-V族材料如砷化镓或磷化铟的优势，如更高的光谱效率和更宽的波长范围，但其生产工艺相对复杂。 TriPleX技术则基于氮化硅和二氧化硅的多层波导结构，这是一种混合材料系统，结合了硅的优点（如低成本和大规模生产）和Ⅲ-V族材料的优点（如高性能），为光子集成提供了新的可能性。 当前，多家代工平台如Silicon photonics Foundry、InPhotonics、TowerJazz等都支持这些多项目晶圆流片的光子集成技术。这些平台提供了丰富的设计工具和服务，帮助研究人员和企业快速开发和制造光子集成芯片。每种平台的工艺参数各不相同，如光刻分辨率、材料选择、封装技术等，用户需根据具体应用需求选择最适合的平台。 文章作者郑秀和刘永概述了这些代工平台的应用实例，展示了通过多项目晶圆流片实现的高效光子集成芯片，包括数据处理、通信模块和传感器等关键组件。他们对比了不同平台的工艺参数，强调了规模化生产和标准化的重要性，这对于推动光子集成技术的商业化应用具有重要意义。 基于多项目晶圆流片的规模化光子集成技术正在成为推动光电子行业进步的关键技术，它的发展和优化将在未来的宽带通信、数据中心互联以及物联网等领域发挥巨大作用。随着技术的不断成熟和创新，我们有理由期待光子集成在未来的通信网络中扮演越来越重要的角色。