中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所的郭進(jìn)、馮俊波和曹國威在其題為《硅光子芯片工藝與設(shè)計(jì)的發(fā)展與挑戰(zhàn)》的論文中指出，與微電子工藝相比，硅光子在總體路徑、版圖、工藝和材料方面都有其特殊性，那么在工藝的開發(fā)過程中就必須考慮到溫度預(yù)算、污染控制和關(guān)鍵工藝等問題。他們指出，硅光子集成的工藝開發(fā)路線和目標(biāo)比較明確，困難之處在于如何做到與 CMOS 工藝的最大限度的兼容，從而充分利用先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備和工藝，同時(shí)需要關(guān)注個(gè)別工藝的特殊控制。硅光子芯片的設(shè)計(jì)目前還未形成有效的系統(tǒng)性的方法，設(shè)計(jì)流程沒有固化，輔助設(shè)計(jì)工具不完善，但基于 PDK 標(biāo)準(zhǔn)器件庫的設(shè)計(jì)方法正在逐步形成。如何進(jìn)行多層次光電聯(lián)合仿真，如何與集成電路設(shè)計(jì)一樣基于可重復(fù) IP 進(jìn)行復(fù)雜芯片的快速設(shè)計(jì)等問題是硅光子芯片從小規(guī)模設(shè)計(jì)走向大規(guī)模集成應(yīng)用的關(guān)鍵。

基于標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝的硅光子工藝流程開發(fā)

Inphi的首席技術(shù)官Radha Nagarajan在接受semiengineering采訪時(shí)表示：“光子的波長比電子的要大得多。這也是為什么電子產(chǎn)品可以進(jìn)入7nm節(jié)點(diǎn)，而標(biāo)準(zhǔn)硅光子器件是130nm或180nm節(jié)點(diǎn)，而且通常使用245nm光刻線。光學(xué)器件不同于電子器件，它們的相位較為敏感，側(cè)壁粗糙度和損耗很重要。當(dāng)這些成為重要因素時(shí)，重要的將不是節(jié)點(diǎn)，而是更大尺寸但更精準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)下，光刻和蝕刻的質(zhì)量?！?/p>

西門子公司Mentor定制IC設(shè)計(jì)組的產(chǎn)品營銷經(jīng)理Chris Cone則強(qiáng)調(diào)，當(dāng)你驅(qū)動(dòng)一個(gè)光子接口時(shí)，你遇到了很多關(guān)于噪聲和大量熱量的問題，這必須考慮在內(nèi)。沒有東西可以提供這種能力，這一切都?xì)w結(jié)為接口，它速度非?？欤悦棵霂资д孜坏乃俣冗\(yùn)行，開關(guān)驅(qū)動(dòng)調(diào)制器上的結(jié)點(diǎn)或移相器，并產(chǎn)生一個(gè)你必須考慮的EMI簽名。同樣，從光電探測器出發(fā)，你需要一個(gè)非常敏感的輸入進(jìn)入跨阻放大器。你必須屏蔽來自電路其它部分的噪聲。

雖然開發(fā)困難比較大，且競爭環(huán)境激烈。但對于國內(nèi)廠商來說，去投入這個(gè)產(chǎn)業(yè)是必須的。尤其是在中興制裁時(shí)間之后，我們看到了國內(nèi)在光通信方面的短板，尤其是在硅光子方面，國內(nèi)更是幾近于無。這就迫使國內(nèi)將這個(gè)研發(fā)提上日程。

但按照中興光電子技術(shù)有限公司的孫笑晨和張琦在其名為《硅光子通信產(chǎn)品技術(shù)和商業(yè)化進(jìn)程》的文章中的說法，由于這個(gè)產(chǎn)業(yè)的專業(yè)細(xì)分化和各層次的高度成熟性，使得在未形成有 效的 Fabless- Foundry 模 式前 ，進(jìn)入的門檻和初始的投入非常大。無論對于初創(chuàng)公司還是大公司的部門，都需要準(zhǔn)備大量的研發(fā)資源并仔細(xì)考慮其應(yīng)用場景