(1) Monolithische foto-elektrische integratie
De afgelopen jaren hebben op silicium gebaseerde fotonische apparaten zich snel ontwikkeld, zoals optische schakelaars, modulatoren, micro-ringfilters, enz. De ontwerp- en productietechnologie van eenheidsapparaten op basis van siliciumtechnologie is relatief volwassen. Door deze fotonische apparaten rationeel te ontwerpen en organisch te integreren met traditionele CMOS-processen, kunnen siliciumfotonische apparaten tegelijkertijd op het traditionele CMOS-procesplatform worden vervaardigd, waardoor een monolithisch geïntegreerd opto-elektronisch systeem met bepaalde functies wordt gevormd. De huidige opto-elektronische integratietechnologie moet echter nog steeds submicron-etstechnologie, procescompatibiliteit tussen fotonische apparaten en elektronische apparaten, thermische en elektrische isolatie, integratie van lichtbronnen, optisch transmissieverlies en koppelingsefficiëntie en optische logica aanpakken, een reeks problemen zoals apparaten. 's Werelds eerste monolithische opto-elektronische geïntegreerde chip op basis van een standaard CMOS-productieproces, wat de toekomstige ontwikkeling van opto-elektronische geïntegreerde chips naar een kleiner formaat, lager stroomverbruik en lagere kosten markeert.
(2) Hybride opto-elektronische integratie
Hybride opto-elektronische integratie is de meest bestudeerde opto-elektronische integratieoplossing in binnen- en buitenland. Voor systeemintegratie, met name voor kernlasers, zijn InP en andere III-V-materialen een betere technologische keuze, maar het nadeel is de hoge kostprijs, dus het moet worden gecombineerd met een groot aantal siliciumtechnologieën om de kosten te verlagen en tegelijkertijd de prestaties te garanderen. Neem voor de specifieke technische realisatiebenadering een bedrijf in de Verenigde Staten als voorbeeld, dat actieve chips zoals lasers, detectoren en CMOS-verwerking combineert in de vorm van verschillende functionele chipsets tot gemeenschappelijk silicium via optische interconnectie en elektrische interconnectie op passieve optische adapterkaart. Het voordeel hiervan is dat elke chipset onafhankelijk kan worden vervaardigd, het proces relatief eenvoudig is en de implementatie gemakkelijk is, maar het integratieniveau relatief laag is. Universiteiten en onderzoeksinstellingen die zich bezighouden met opto-elektronische integratieonderzoek hebben opto-elektronische integratietechnologieoplossingen voorgesteld op basis van driedimensionale integratieprocessen zoals TSV-interconnectie, dat wil zeggen dat op SOI gebaseerde fotonische integratielaag en CMOS-circuitlaag integratie op systeemniveau realiseren via TSV-technologie. Of de twee compatibel zijn met elkaar in termen van ontwerp en structuur, productieprocessen, zorgen voor een laag invoegverlies van elektrische interconnectie, optische interconnectie en optische koppeling. Dit is de sleutel tot het bereiken van hybride opto-elektronische integratie en de belangrijkste ontwikkeling van opto-elektronische integratie in de toekomstige richting.
