Imec demuestra FinFET híbrido

9 de julio de 2018

LEUVEN, Bélgica, 9 de julio de 2018 — Hoy, en su Imec Technology Forum USA en San Francisco, imec, el centro de investigación e innovación líder en el mundo en nanoelectrónica y tecnología digital, anunció que ha demostrado energía ultrabaja, alta transceptores ópticos de ancho de banda a través de la integración híbrida de las tecnologías Silicon Photonics y FinFET CMOS. Con un consumo de energía dinámico de solo 230 fJ/bit y un tamaño de solo 0,025 mm2, los transceptores ópticos sin retorno a cero de 40 Gb/s marcan un hito importante en la realización de soluciones de E/S ópticas ultradensas de varios Tb/s. para aplicaciones informáticas de alto rendimiento de última generación.

La demanda exponencialmente creciente de ancho de banda de E/S en los conmutadores de los centros de datos y los nodos informáticos de alto rendimiento está impulsando la necesidad de una cointegración estrecha de las interconexiones ópticas con lógica CMOS avanzada, que cubre una amplia gama de distancias de interconexión (1m-500m+). En el trabajo presentado, se codiseñó un controlador FinFET diferencial con un modulador de anillo de Silicon Photonics y se logró una modulación óptica NRZ de 40 Gb/s con un consumo de energía dinámico de 154 fJ/bit. El receptor incluía un amplificador de transimpedancia FinFET (TIA) optimizado para funcionar con un fotodiodo de guía de ondas Ge, que permitía la fotodetección NRZ de 40 Gb/s con una sensibilidad estimada de -10 dBm a un consumo de energía de 75 fJ/bit. La transmisión y recepción de datos de alta calidad también se demostró en un experimento de bucle invertido a una longitud de onda de 1330 nm sobre fibra monomodo estándar (SMF) con un margen de enlace de 2 dB. Finalmente, se demostró un transmisor de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) de 4x40 Gb/s y 0,1 mm2 con control térmico integrado, lo que permite escalar el ancho de banda más allá de 100 Gb/s por fibra.

"La plataforma híbrida FinFET-Silicon Photonics demostrada integra circuitos CMOS FinFET de 14 nm de alto rendimiento con la tecnología Silicon Photonics de 300 mm de imec a través de microprotuberancias de Cu densas y de baja capacitancia. El codiseño cuidadoso en esta plataforma combinada nos ha permitido demostrar 40 Gb/s transceptores ópticos NRZ con un consumo de energía extremadamente bajo y una alta densidad de ancho de banda", dice Joris Van Campenhout, director del programa de I+D de E/S ópticas de imec. "A través de optimizaciones de diseño, esperamos mejorar aún más las velocidades de datos de un solo canal a 56 Gb/s NRZ. Combinados con la multiplexación por división de longitud de onda, estos transceptores brindan una ruta de escalado para interconexiones ópticas ultracompactas de múltiples Tb/s, que son esencial para los sistemas de alto rendimiento de próxima generación".

Este trabajo se ha llevado a cabo como parte del programa de I+D de afiliación industrial de imec sobre E/S ópticas y se presentó en los Simposios de 2018 sobre tecnología y circuitos VLSI (junio de 2018) en un documento de "noticias tardías". Las tecnologías de fotónica de silicio de 200 mm y 300 mm de Imec están disponibles para su evaluación por parte de empresas y académicos a través del servicio de creación de prototipos de imec y el servicio de obleas multiproyecto (MPW) iSiPP50G.

Fuente: imec