Imec Demonstra FinFET Híbrido

9 de julho de 2018

LEUVEN, Bélgica, 9 de julho de 2018 — Hoje, em seu Imec Technology Forum USA em São Francisco, o imec, centro de pesquisa e inovação líder mundial em nanoeletrônica e tecnologia digital, anunciou que demonstrou energia ultrabaixa, alta transceptores ópticos de largura de banda por meio da integração híbrida das tecnologias Silicon Photonics e FinFET CMOS. Com um consumo dinâmico de energia de apenas 230fJ/bit e uma pegada de apenas 0,025mm2, os transceptores ópticos sem retorno a zero de 40Gb/s marcam um marco importante na realização de soluções de E/S ópticas ultradensas e multi-Tb/s para aplicativos de computação de alto desempenho da próxima geração.

A demanda exponencialmente crescente por largura de banda de E/S em switches de datacenter e nós de computação de alto desempenho está gerando a necessidade de cointegração estreita de interconexões ópticas com lógica CMOS avançada, cobrindo uma ampla gama de distâncias de interconexão (1m-500m+). No trabalho apresentado, um driver FinFET diferencial foi co-projetado com um modulador de anel Silicon Photonics e alcançou modulação óptica NRZ de 40Gb/s com consumo dinâmico de energia de 154fJ/bit. O receptor incluía um amplificador de trans-impedância FinFET (TIA) otimizado para operação com um fotodiodo de guia de onda Ge, permitindo fotodetecção NRZ de 40 Gb/s com uma sensibilidade estimada de -10 dBm a 75 fJ/bit de consumo de energia. Transmissão e recepção de dados de alta qualidade também foram demonstradas em um experimento de loopback em comprimento de onda de 1330nm sobre fibra monomodo padrão (SMF) com margem de link de 2dB. Por fim, foi demonstrado um transmissor de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) de 4x40 Gb/s (0,1 mm2) com controle térmico integrado, permitindo o dimensionamento da largura de banda além de 100 Gb/s por fibra.

"A plataforma híbrida demonstrada FinFET-Silicon Photonics integra circuitos FinFET CMOS de 14 nm de alto desempenho com a tecnologia Silicon Photonics de 300 mm do imec por meio de micro-ressaltos de cobre densos e de baixa capacitância. O co-design cuidadoso nesta plataforma combinada nos permitiu demonstrar 40 Gb/s Transceptores ópticos NRZ com consumo de energia extremamente baixo e alta densidade de largura de banda", diz Joris Van Campenhout, diretor do programa de P&D de E/S óptica do imec. "Por meio de otimizações de projeto, esperamos melhorar ainda mais as taxas de dados de canal único para 56 Gb/s NRZ. Combinados com multiplexação por divisão de comprimento de onda, esses transceptores fornecem um caminho de dimensionamento para interconexões ópticas ultracompactas e multi-Tb/s, que são essencial para a próxima geração de sistemas de alto desempenho."

Este trabalho foi realizado como parte do programa de P&D de afiliação industrial do imec em E/S óptica e foi apresentado no Simpósio de Tecnologia e Circuitos VLSI de 2018 (junho de 2018) em um artigo de "notícias tardias". As tecnologias Fotônica de Silício de 200 mm e 300 mm da Imec estão disponíveis para avaliação por empresas e universidades por meio do serviço de prototipagem da imec e do serviço iSiPP50G multi-project wafer (MPW).

Fonte: imec