(1) Integração fotoelétrica monolítica
Nos últimos anos, dispositivos fotônicos baseados em silício se desenvolveram rapidamente, como interruptores ópticos, moduladores, filtros de microanel, etc. A tecnologia de design e fabricação de dispositivos unitários baseados em tecnologia de silício tem sido relativamente madura. Ao projetar racionalmente e integrar organicamente esses dispositivos fotônicos com processos CMOS tradicionais, os dispositivos fotônicos de silício podem ser fabricados na plataforma de processo CMOS tradicional ao mesmo tempo, formando assim um sistema optoeletrônico integrado monolítico com certas funções. No entanto, a atual tecnologia de integração optoeletrônica ainda precisa abordar a tecnologia de gravação submicrométrica, compatibilidade de processo entre dispositivos fotônicos e dispositivos eletrônicos, isolamento térmico e elétrico, integração de fontes de luz, perda de transmissão óptica e eficiência de acoplamento e lógica óptica, uma série de questões como dispositivos. O primeiro chip integrado optoeletrônico monolítico do mundo baseado no processo de fabricação CMOS padrão, marcando o desenvolvimento futuro do chip integrado optoeletrônico para tamanho menor, menor consumo de energia e custo.
(2) Integração optoeletrônica híbrida
A integração optoeletrônica híbrida é a solução de integração optoeletrônica mais estudada no país e no exterior. Para integração de sistemas, especialmente para lasers de núcleo, InP e outros materiais III-V são uma escolha de tecnologia melhor, mas a desvantagem é o alto custo, então deve ser combinado com um grande número de tecnologias de silício para reduzir custos e, ao mesmo tempo, garantir o desempenho. Em termos da abordagem de realização técnica específica, tome uma empresa nos Estados Unidos como exemplo, que combina chips ativos, como lasers, detectores e processamento CMOS na forma de diferentes chipsets funcionais para silício comum por meio de interconexão óptica e interconexão elétrica em placa adaptadora óptica passiva. A vantagem disso é que cada chipset pode ser fabricado independentemente, o processo é relativamente simples e a implementação é fácil, mas o nível de integração é relativamente baixo. Universidades e instituições de pesquisa envolvidas em pesquisa de integração optoeletrônica apresentaram soluções de tecnologia de integração optoeletrônica baseadas em processos de integração tridimensional, como interconexão TSV, ou seja, camada de integração fotônica baseada em SOI e camada de circuito CMOS realizam integração em nível de sistema por meio da tecnologia TSV. Se os dois são compatíveis entre si em termos de design e estrutura, processos de fabricação, garantem baixa perda de inserção de interconexão elétrica, interconexão óptica e acoplamento óptico. Esta é a chave para alcançar a integração optoeletrônica híbrida e o principal desenvolvimento da integração optoeletrônica na direção futura.
