(1) モノリシック光電統合
近年、光スイッチ、モジュレーター、マイクロリングフィルタなど、シリコンベースのフォトニックデバイスが急速に開発されています。シリコン技術をベースとしたユニットデバイスの設計・製造技術は、比較的成熟しています。これらのフォトニックデバイスを従来のCMOSプロセスと合理的に設計し有機的に統合することで、シリコンフォトニックデバイスを従来のCMOSプロセスプラットフォーム上で同時に製造することができ、特定の機能を備えたモノリシックな統合された光電子システムを形成することができます。しかし、現在の光電子統合技術は、サブミクロンエッチング技術、フォトニックデバイスと電子機器のプロセス互換性、熱と電気の絶縁、光源の統合、光透過損失と結合効率、光論理などの一連の問題に対処する必要があります。標準CMOS製造プロセスに基づく世界初のモノリシック光電子統合チップは、光電子統合チップの将来の小型化、消費電力の削減、コストの削減を示しています。
(2) ハイブリッド光電子統合
ハイブリッド光電子統合は、国内外で最も研究されている光電子統合ソリューションです。システム統合、特にコアレーザーの場合、InPやその他のIII-V材料の方が技術上の選択肢ですが、コストが高いため、パフォーマンスを確保しながらコストを削減するために多数のシリコン技術と組み合わせる必要があります。具体的な技術的実現アプローチの観点から、米国の企業を例に挙げ、レーザー、検出器、CMOS処理などのアクティブチップを、パッシブ光アダプタボード上の光相互接続と電気相互接続を通じて共通のシリコンに対して異なる機能チップセットの形で組み合わせたものです。この利点は、各チップセットを個別に製造でき、プロセスが比較的簡単で、実装が容易であるが、統合レベルが比較的低い点です。光電子統合研究に従事する大学や研究機関は、TSV相互接続などの三次元統合プロセスに基づく光電子統合技術ソリューションを提唱し、SOIベースのフォトニック統合層やCMOS回路層はTSV技術を通じてシステムレベルの統合を実現しています。設計と構造、製造プロセスの面で両者が互いに互換性があるかどうか、電気的相互接続、光相互接続および光結合の低挿入損失を保障する。これがハイブリッド光電子統合を達成するための鍵であり、将来の方向における光電子統合の主な発展です。
