Imec предложила подход к подключению внутри центров обработки данных, который объединяет микросхемы CMOS, BiCMOS и III-V.

В нем используется экономичное производство при работе на частотах более 100 ГГц.

В то время как технология Si-CMOS обеспечивает экономичные преимущества при крупносерийном производстве, ее производительность ниже 100 ГГц.

В отличие от этого, материалы III-V, такие как InP и GaN–m, обеспечивают превосходное усиление, выходную мощность и КПД, но при этом остаются значительно более сложными и дорогостоящими в массовом производстве.

“А для таких компонентов оптических межсоединений, как драйверы и трансимпедансные усилители (TIA), есть даже третий конкурент: BiCMOS – полупроводниковая платформа, которая сочетает в себе масштабируемость CMOS и быстродействие биполярных транзисторов”, - говорит Йорис ван Дрисше (на фото) из Imec. “BiCMOS может обеспечить требуемую пропускную способность и производительность, не полагаясь на материалы III-V, но при этом по-прежнему возникает проблема сохранения этой производительности во всех межсоединениях, соединяющих эти драйверы и интерфейсы TIA с цифровыми сигнальными процессорами системы и фотонными интегральными схемами”.

Решение, объясняет ван Дрисше, заключается в объединении сильных сторон. “Вместо того, чтобы создавать целую систему на основе технологии III-V или BiCMOS, вы используете компактные микросхемы III-V или BiCMOS только для критически важных функций, где их преимущества оправдывают дополнительные затраты. Затем эти микросхемы гетерогенно интегрируются в радиочастотный кремниевый промежуточный модуль, который содержит остальные пассивные компоненты и может обеспечивать межсоединения со сверхнизкими потерями на частотах до 325 ГГц”.

“Это подход, который находит отклик у гиперскейлеров и экосистемы в целом”, - говорит Ван Дрисше. “Они признают, что III-Vs и BiCMOS обеспечивают выдающиеся радиочастотные характеристики. Итак, следующий вопрос заключается в том, работает ли экономика. Технология радиочастотного кремниевого промежуточного устройства, возможно, и не является самым дешевым вариантом на уровне компонентов, но по мере усложнения систем она может значительно снизить общую стоимость, занимаемую площадь и сложность интеграции”.

Предварительные оценки конструкции подтверждают этот потенциал, предполагая, что технология радиочастотных кремниевых вставок imec может уменьшить площадь кристаллов III-V более чем в три раза без ущерба для функциональности, создавая возможности для повышения радиочастотных характеристик.

Это достигается за счет интеграции с более тонким шагом (flip-chip) и переноса пассивных компонентов на промежуточное устройство.

Ознакомьтесь со всем нашим исследовательским контентом.