Imec demonstra comprimento de onda compacto

Recentemente, na Conferência Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) de 2015, o centro de pesquisa em nanoeletrônica imec, em colaboração com o Instituto Nacional Tyndall, a Universidade de Leuven (KULeuven) e a Universidade de Ghent, demonstrou um híbrido de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) 4x20Gb/s Transceptor fotônico de silício CMOS, abrindo caminho para links de fibra óptica monomodo de alta densidade e econômicos.

Espera-se que os transceptores fotônicos de silício CMOS híbridos, transmitindo e recebendo dados por meio de fibra óptica de modo único, desempenhem um papel fundamental na conectividade de datacenter de próxima geração. Ao alavancar a fabricação CMOS existente e a infraestrutura de montagem 3-D, a plataforma fotônica de silício CMOS híbrida permite alta densidade de integração e consumo de energia reduzido, bem como alto rendimento e baixo custo de fabricação. Combinados com a capacidade de multiplexação por divisão de comprimento de onda, transceptores ópticos de modo único altamente escaláveis ​​podem ser construídos, satisfazendo a crescente necessidade de largura de banda de interconexão na infraestrutura de nuvem de próxima geração.

O transceptor fotônico de silício CMOS da Imec compreende um chip fotônico de silício (SiPh), flip-chip integrado com um chip CMOS de 40nm de baixa potência. O chip SiPh, fabricado na Plataforma Fotônica de Silício de 25 Gb/s da imec (iSiPP25G), compreende uma matriz de quatro moduladores de anel compactos de 25 Gb/s, acoplados a um guia de onda de barramento comum para permitir a transmissão WDM. No lado da recepção, um filtro demultiplexação de baixa perda (2dB) baseado em anel com espaçamento de canal de 300 GHz é implementado e ainda conectado a uma matriz de quatro fotodetectores de guia de ondas Ge de 25 Gb/s. Tanto os moduladores de anel quanto os filtros de anel WDM incluem elementos de aquecimento integrados altamente eficientes para ajustar seus comprimentos de onda ressonantes aos canais WDM desejados. O chip CMOS inclui quatro drivers moduladores de anel diferenciais de 20 Gb/s e quatro amplificadores de impedância de trans de 20 Gb/s. Uma matriz de fibra monomodo de 12 canais é empacotada na matriz do acoplador de grade no chip, usando uma abordagem planar desenvolvida no Tyndall National Institute.

A operação sem erros foi demonstrada em um experimento de loopback de 20 Gb/s para todos os quatro canais WDM, bem como com dois canais funcionando juntos. O consumo dinâmico de energia do transceptor, incluindo o driver CMOS e o receptor, foi inferior a 2pJ/bit. O ajuste térmico dos comprimentos de onda do canal WDM consumiu apenas 7mW/nm por canal. O transceptor pode ser dimensionado para maior capacidade de largura de banda adotando tecnologia CMOS mais avançada e adicionando mais canais WDM, permitindo módulos ópticos para 100 GbE, 400 GbE e além para futuras interconexões de datacenter.

Este trabalho foi apoiado pelo programa de parceiro de I/O óptico do imec. A tecnologia iSiPP25G da Imec pode ser acessada através da Europractice, enquanto os serviços de empacotamento Si Photonics estão disponíveis através do Tyndall National Institute (Irlanda).

Sobre a Europractice O serviço EUROPRACTICE IC traz a capacidade de design e fabricação de ASIC ao alcance técnico e financeiro de qualquer empresa que deseje usar ASICs. O serviço EUROPRACTICE IC, oferecido pela IMEC e Fraunhofer, oferece prototipagem ASIC de baixo custo e aumento da produção de pequenos volumes de ASIC para produção de alto volume por meio de Multi Project Wafer - MPW - e execuções de wafer dedicadas. Para obter mais informações, visite http://www.europractice-ic.com/.

Sobre o imec O Imec realiza pesquisas líderes mundiais em nanoeletrônica e fotovoltaica. O Imec alavanca seu conhecimento científico com o poder inovador de suas parcerias globais em TIC, saúde e energia. A Imec fornece soluções de tecnologia relevantes para o setor. Em um ambiente único de alta tecnologia, seus principais talentos internacionais estão comprometidos em fornecer os alicerces para uma vida melhor em uma sociedade sustentável. A Imec está sediada em Leuven, na Bélgica, e possui escritórios na Holanda, Taiwan, EUA, China, Índia e Japão. Sua equipe de mais de 2.080 pessoas inclui mais de 670 residentes industriais e pesquisadores convidados. Em 2013, as receitas (P&L) do imec totalizaram 332 milhões de euros. Para obter mais informações, visite www.imec.be e www.imec.be/imecmagazine.