Imec démontre une longueur d'onde compacte

Récemment, lors de l'International Solid State Circuits Conference (ISSCC) 2015, le centre de recherche en nanoélectronique imec, en collaboration avec le Tyndall National Institute, l'Université de Louvain (KULeuven) et l'Université de Gand, a présenté un hybride de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) 4x20Gb/s Émetteur-récepteur photonique au silicium CMOS, ouvrant la voie à des liaisons à fibres optiques monomodes haute densité et économiques.

Les émetteurs-récepteurs photoniques hybrides en silicium CMOS, transmettant et recevant des données sur fibre optique monomode, devraient jouer un rôle clé dans la connectivité des centres de données de nouvelle génération. En tirant parti de l'infrastructure de fabrication CMOS et d'assemblage 3D existante, la plate-forme photonique CMOS hybride au silicium permet une densité d'intégration élevée et une consommation d'énergie réduite, ainsi qu'un rendement élevé et un faible coût de fabrication. Combinés à la capacité de multiplexage par répartition en longueur d'onde, des émetteurs-récepteurs optiques monomodes hautement évolutifs peuvent être construits, répondant au besoin croissant de bande passante d'interconnexion dans l'infrastructure cloud de nouvelle génération.

L'émetteur-récepteur photonique silicium CMOS d'Imec comprend une puce photonique silicium (SiPh), flip-chip intégrée à une puce CMOS 40 nm basse consommation. La puce SiPh, fabriquée sur la plate-forme photonique sur silicium 25 Gb/s d'imec (iSiPP25G), comprend un réseau de quatre modulateurs en anneau compacts 25 Gb/s, couplés à un guide d'ondes de bus commun pour permettre la transmission WDM. Côté réception, un filtre de démultiplexage en anneau à faible perte (2 dB) avec un espacement des canaux de 300 GHz est mis en œuvre et en outre connecté à un réseau de quatre photodétecteurs à guide d'ondes Ge de 25 Gb/s. Les modulateurs en anneau et les filtres WDM en anneau comprennent des éléments chauffants intégrés hautement efficaces pour régler leurs longueurs d'onde de résonance sur les canaux WDM souhaités. La puce CMOS comprend quatre pilotes de modulateur en anneau différentiels de 20 Gb/s et quatre amplificateurs de trans-impédance de 20 Gb/s. Un réseau de fibres monomodes à 12 canaux est conditionné sur le réseau de coupleurs de réseau sur la puce, en utilisant une approche planaire développée au Tyndall National Institute.

Un fonctionnement sans erreur a été démontré dans une expérience de bouclage de 20 Gb/s pour les quatre canaux WDM ainsi que pour deux canaux fonctionnant ensemble. La consommation d'énergie dynamique de l'émetteur-récepteur, y compris le pilote et le récepteur CMOS, était inférieure à 2pJ/bit. Le réglage thermique des longueurs d'onde du canal WDM ne consommait que 7 mW/nm par canal. L'émetteur-récepteur peut être adapté à une capacité de bande passante plus élevée en adoptant une technologie CMOS plus avancée et en ajoutant plus de canaux WDM, permettant des modules optiques pour 100GbE, 400GbE et au-delà pour les futures interconnexions de centres de données.

Ce travail a été soutenu par le programme de partenariat de base d'E/S optiques d'imec. La technologie iSiPP25G d'Imec est accessible via Europractice, tandis que les services de conditionnement Si Photonics sont disponibles via le Tyndall National Institute (Irlande).

À propos d'Europractice Le service EUROPRACTICE IC met la capacité de conception et de fabrication d'ASIC à la portée technique et financière de toute entreprise souhaitant utiliser des ASIC. Le service IC EUROPRACTICE, proposé par IMEC et Fraunhofer, propose un prototypage ASIC à faible coût et une montée en puissance de la production en petit volume d'ASIC vers une production en grand volume via Multi Project Wafer - MPW - et des séries de plaquettes dédiées. Pour plus d'informations, visitez http://www.europractice-ic.com/.

À propos de l'imec Imec effectue des recherches de pointe dans le domaine de la nanoélectronique et du photovoltaïque. Imec associe ses connaissances scientifiques à la force d'innovation de ses partenariats mondiaux dans les domaines des TIC, de la santé et de l'énergie. Imec fournit des solutions technologiques adaptées à l'industrie. Dans un environnement high-tech unique, ses meilleurs talents internationaux s'engagent à fournir les éléments de base d'une vie meilleure dans une société durable. Imec a son siège social à Louvain, en Belgique, et possède des bureaux aux Pays-Bas, à Taïwan, aux États-Unis, en Chine, en Inde et au Japon. Son personnel de plus de 2 080 personnes comprend plus de 670 résidents industriels et chercheurs invités. En 2013, le chiffre d'affaires (P&L) d'imec s'élevait à 332 millions d'euros. Pour plus d'informations, visitez www.imec.be et www.imec.be/imecmagazine.

Source : imec

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