硅光子学(SIPH)正在驱动几个应用领域,从而使高性能计算系统中的超快速芯片尺度通信到人工智能(AI)硬件加速器中的能效计算[1]。一个集成SIPH的系统需要采用光子和电子子系统之间的接口,这可能导致几乎没有探索的新的和不可避免的安全漏洞。已经提出了一些方法,以通过采用安全性增强技术[2],[3]来解决光电系统中的潜在安全漏洞,或者通过提供专门的硬件块来创建加密种子[4]。但是,它们缺乏光电系统中的弹性和易于部署。本文提出了一个框架,以增强光电系统中的硬件安全性。我们的解决方案利用光刻过程的独特特征来从SIPH子系统中创建独特的加密密钥,而无需专用的SIPH块(即使用架构中的SIPH节点)。此外,我们提供了一个在线入侵检测系统(IDS)以进行攻击检测。在不同的攻击场景下获得的仿真结果,并靶向光电结构(例如,光子AI加速器)显示了100%检测到的测试用例。增强的节点调整提高了光学信号完整性。
缩小 SiPh 封装与晶圆级 HVM 之间的差距 万亿级 PhotonicPlug 和 PhotonicBump:由 NIL 完成 在 SiPh 晶圆上对透镜或镜子等复杂光学微结构进行纳米压印 重要 图案保真度和可重复性 可扩展性 最高对准精度 残留层控制 薄而均匀 光纤沟槽与镜子完美对准
摘要。硅光子学(SIPH)已成为广泛的集成光子应用应用程序中的主要平台,不仅涵盖了主流领域,例如光学通信和微波信号处理,还包括诸如人工智能和量子处理等新兴领域。在大多数SIPH应用中的重要组成部分是光相变器,这对于以最小的光学损失来改变光相至关重要。从历史上看,SIPH相位变速器主要利用了硅的热孔系数进行操作。热光相变(TOPS)具有显着优势,包括与互补金属 - 氧化物 - 半导体技术的出色兼容性以及可忽略不计的光损失的潜力,使其高度可扩展。但是,Tops的固有加热机制使它们渴望渴望和慢速,这是许多应用程序的缺点。我们彻底检查了为实现节能和快速上衣而提出的主要配置和优化策略。此外,我们将上衣与有助于彻底改变SIPH平台上的相位变速器开发的其他电形机制和技术进行了比较。
要克服常规调节器的带宽限制,可以采用等离子设备。等离子调节剂已显示可运行高达500 GHz [8],因此是用于此类高宽宽应用的理想解决方案。最近通过微环谐振器调制器(MRR)[9]和高达363 GBIT/s的净数据速率(MACH-ZEHNDER调制器(MZM)[10])已被证明。这些等离子调节剂基于硅光子(SIPH)平台,因此可以无缝地集成到标准的SIPH过程中以进行整体整合。这有望通过共包装[11],启用小占地面积[12]和低驾驶电压[13]来进一步改进,这是400 Gbit/s tranceivers的理想候选者。然而,单个载体IM/DD演示仍缺少血浆以上的血浆以上。
2.1 (a) 垂直 MEMS 耦合器的 (a) 关闭状态和 (b) 开启状态示意图 - 图片取自 [14] (c) MEMS 开关单元的 SEM - 图片取自 [22] . . 7 2.2 MEMS 开关元件的代表性传递函数。 . . . . . . . . . . . . . 8 2.3 (a) 128x128 SiPh MEMS 纵横开关 (b) 4x4 CMOS 高压驱动芯片倒装芯片接合到 SiPh MEMS 芯片的 GDS 屏幕截图。 . . . . . . . . . . . . 9 2.4 (a) SuperSwitch 1 高压驱动芯片的显微照片 (b) 驱动芯片的卡通布局图。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.5 假设采用单个 CMOS 芯片,则激活 128 行中的 1 行的简单原理图。 . 11 2.6 假设采用 4x4 CMOS 芯片阵列,则控制 128x128 开关的原理图。 12 2.7 (a) N c = 1 时第 0 列和第 1 列的逻辑 (b) N c = 2 时第 0 列和第 1 列的逻辑。 13 2.8 (a) 带有用于调试的环回多路复用器的 SuperSwitch1 控制芯片扫描架构的最终原理图。 (b) SuperSwitch1 控制器芯片的最终参数。 . . . . . 14 2.9 (a) SuperSwitch1 高压驱动电路原理图。 (b) 所有电源及其标称值的列表。 . . . . . . ... 19 2.13 (a) HVDD = 70 V、HVSS = 65 V 时所有角的 VSS 电阻 shmoo 图。 (b) 相同图,但 HVDD = 70 V、HVSS = 66 V。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.16 (a) 凸块 CMOS 焊盘的显微照片。(b) Au UBM 和 Au 微凸块的横截面。(c) 使用不同厚度的 UBM 在 SiPh 芯片上补偿 CMOS 焊盘高度差异的键合工艺说明。. . . . . . . . . 22
IBER视网网络在技术基础架构中是关键的,它是全球通信的主要渠道。追求此类网络的性能的提高强调了综合硅光子学(SIPH)的重要性,硅光子学(SIPH)是一个重新定义光网络容量和数据传输速率的现场。然而,纯粹基于硅的技术在光子学上有局限性,尤其是功率效率,设备尺寸/密度和生产产量,需要替代。la luce cristallina(LLC)处于这种转化的最前沿,强调了在半导体应用中结晶官能氧化物的整合。LLC的任务是通过在硅和其他半导体上整合的晶体氧化物整合到其座右铭中推动半导体技术创新的。这种方法利用了薄膜晶体氧化物的各种电子,光学和机械性能,有望在半导体行业进行革命。他们的初始产品是制造与CMOS铸造厂完全兼容的强电磁材料的8-和12英寸晶片的制造。
Si的光子集成电路,其中光学组件是单层集成在SI集成电路上的,有望在未来的信息和通信技术基础架构中占主导地位。由主动组件和被动组件组成的SI光子(SIPH)技术已经在大量应用中广泛使用,范围从DataCom到检测系统。最近,SIPH进入了集成量子技术,光学计算和人工智能的新兴领域中的低温应用技术平台。尽管如此,可以仅使用组IV半导体制造的有效的电泵光源仍然是一个重大挑战。通过将半金属的替代掺入替换为GE晶格而获得的新型GESN和Sigesn半导体可获得比其他组IV型半导体合金提供的一些优势:通过正确选择合金组成和外部材料,这些材料将这些材料转化为基本直接型号的单个型号bardgap semiciccaptors。第四组通常缺少的此属性使(SI)GESN系统对有效的光源非常有吸引力。使用该材料系统,近年来达到了IV激光的主要里程碑,例如光学抽水散装和多Quantum Wells(MQW)激光器的激光器,直至室温。
a. 太阳能系统的创新电力电子技术 b. 两用光伏技术 c. 太阳能供电直流微电网技术 d. 太阳能系统的网络安全(DOE 交叉学科:电网现代化、能源部门网络安全) e. 配电可靠性可视性(DOE 交叉学科:电网现代化) f. 用于 Gen3 CSP、商用 CSP(Gen2 CSP)或聚光太阳能工业工艺热(SIPH)(ESS:工业热射流)的聚光太阳能热发电技术 g. 太阳能系统的可负担性、可靠性、性能和制造
意图发出资金机会公告的通知de-foa-0003269能源效率和可再生能源办公室(EERE)打算代表太阳能技术办公室(SETO)发行,这是一项融资机会公告(FOA),标题为“将太阳能集中到热量和电力。”预期的FOA将支持建立清洁,公平的能源经济并解决气候危机。FOA将在2035年之前促进拜登政府的目标,以实现无碳污染的电力,并“提供公平,清洁的能源未来,并使美国踏上实现零净零排放的途径,不迟于2050年代,不得超过2050年。美国能源部致力于推动科学和工程的前沿,通过研究,开发,示范和部署来催化清洁的能源工作,并确保环境正义和纳入服务不足的社区。将在此FOA下资助的研究,开发和示范(RD&D)通过推动可能导致清洁能源技术部署的创新来支持政府范围内的气候危机方法,这对于气候保护至关重要。用于下一代集中太阳能电力(CSP)植物(3 csp或gen3 csp),Seto设定了一个目标,可以降低从大于12小时存储的基本电加工植物的电力成本,到2030年每千瓦时$ 0.05,到2030年。在一系列太阳能工业过程热量(SIPH)概念中,SETO的目标是每千瓦时$ 0.02的热量成本(LOCH),直接与天然气加热直接竞争。此lcoh包括收集器系统,接收器和热运输系统的成本以及热能存储。SETO预计FOA将在三个主题领域寻求RD&D项目。每个区域的技术可能支持各种浓缩的太阳热(CST)形式,包括CSP,SIPH和高温太阳热反应器。每个主题领域都侧重于针对指定的CST子系统的扩展和成熟有影响力的技术。主题区域1:可扩展的集中太阳能收集器寻求高级收集器概念,这些概念可以实现低成本和可靠的集成收藏家领域。Seto对
3) 市场趋势 89 市场细分 InP 行业:发展时间表 InP 应用市场概览 技术概览、每种应用的经济要求 4) 市场份额和供应链 188 光子学和射频应用的 InP 供应链和商业模式 主要参与者和格局 不同地理区域主要晶圆和外延片参与者的映射 InP 裸片市场份额 打开 InP 外延片市场份额 InP 晶圆市场份额 公司简介:II-V、Lumentum、LandMark、Sumitomo、AXT、InPact、Denselight、Smart Photonics 5) InP 技术趋势 215 器件 • 基于 InP 的器件概览:光子学、集成 SiPh 和 PIC 和 RF 器件 外延 • 外延生长方法 • 关注 DFB 外延生长 • 讨论外延要求 晶圆 • InP 晶体生长方法 • 晶圆精加工 • 基板尺寸和类型 6) 展望 286 总结 7) 附录 291 8) Yole 集团公司介绍