Imec présente le FinFET hybride

9 juillet 2018

LOUVAIN, Belgique, le 9 juillet 2018 — Aujourd'hui, lors de son Imec Technology Forum USA à San Francisco, imec, le leader mondial de la recherche et de l'innovation dans le domaine de la nanoélectronique et de la technologie numérique, a annoncé qu'il avait démontré qu'il avait émetteurs-récepteurs optiques à large bande grâce à l'intégration hybride des technologies Silicon Photonics et FinFET CMOS. Avec une consommation d'énergie dynamique de seulement 230 fJ/bit et une empreinte de seulement 0,025 mm2, les émetteurs-récepteurs optiques sans retour à zéro de 40 Gb/s marquent une étape importante dans la réalisation de solutions d'E/S optiques multi-Tb/s ultra-dense pour les applications informatiques hautes performances de nouvelle génération.

La croissance exponentielle de la demande de bande passante d'E/S dans les commutateurs de centres de données et les nœuds de calcul hautes performances entraîne la nécessité d'une co-intégration étroite des interconnexions optiques avec une logique CMOS avancée, couvrant une large gamme de distances d'interconnexion (1 m à 500 m+). Dans le travail présenté, un pilote FinFET différentiel a été co-conçu avec un modulateur en anneau Silicon Photonics et a obtenu une modulation optique NRZ de 40 Gb/s à une consommation d'énergie dynamique de 154 fJ/bit. Le récepteur comprenait un amplificateur de trans-impédance (TIA) FinFET optimisé pour fonctionner avec une photodiode à guide d'ondes Ge, permettant une photodétection NRZ de 40 Gb/s avec une sensibilité estimée de -10 dBm à une consommation d'énergie de 75 fJ/bit. La transmission et la réception de données de haute qualité ont également été démontrées dans une expérience de bouclage à une longueur d'onde de 1330 nm sur une fibre monomode standard (SMF) avec une marge de liaison de 2 dB. Enfin, un émetteur à multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) 4x40 Gb/s, 0,1 mm2 avec contrôle thermique intégré a été présenté, permettant une mise à l'échelle de la bande passante au-delà de 100 Gb/s par fibre.

"La plate-forme hybride FinFET-Silicon Photonics démontrée intègre des circuits CMOS FinFET 14 nm hautes performances avec la technologie Silicon Photonics 300 mm d'imec via des micro-bosses Cu denses et à faible capacité. Une co-conception soignée dans cette plate-forme combinée nous a permis de démontrer 40 Gb/s Des émetteurs-récepteurs optiques NRZ avec une consommation d'énergie extrêmement faible et une densité de bande passante élevée », déclare Joris Van Campenhout, directeur du programme R&D Optical I/O chez imec. « Grâce à des optimisations de conception, nous prévoyons d'améliorer encore les débits de données monocanal à 56 Gb/s NRZ. essentiel pour les systèmes hautes performances de nouvelle génération."

Ce travail a été réalisé dans le cadre du programme de R&D d'affiliation industrielle de l'imec sur les E/S optiques et a été présenté au Symposia 2018 sur la technologie et les circuits VLSI (juin 2018) dans un article "late news". Les technologies photoniques sur silicium 200 mm et 300 mm d'Imec sont disponibles pour évaluation par les entreprises et les universités via le service de prototypage d'imec et le service de plaquettes multi-projets (MPW) iSiPP50G.

Source : imec