(1) Monolithische foto-elektrische integratie
In de afgelopen jaren hebben op silicium gebaseerde fotonische apparaten een snelle ontwikkeling doorgemaakt, zoals optische schakelaars, modulatoren, microringfilters, enz. Het ontwerp en de fabricagetechnologie 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 betrekking hebben op submicron-etstechnologie, procescompatibiliteit tussen fotonische apparaten en elektronische apparaten, thermische en elektrische isolatie, integratie van lichtbronnen, optisch transmissieverlies en koppelingsefficiëntie, en optische logica, een reeks problemen zoals apparaten. 'S Werelds eerste monolithische opto-elektronische geïntegreerde chip, gebaseerd op standaard CMOS-fabricageproces, markeert de toekomstige ontwikkeling van opto-elektronische geïntegreerde chip naar kleinere afmetingen, lager stroomverbruik en lagere kosten.
(2) Hybride opto-elektronische integratie
Hybride opto-elektronische integratie is de meest bestudeerde opto-elektronische integratieoplossing in binnen- en buitenland. Voor systeemintegratie, vooral voor kernlasers, zijn InP en andere III-V-materialen een betere technologiekeuze, maar het nadeel is de hoge kosten, dus het moet worden gecombineerd met een groot aantal siliciumtechnologieën om de kosten te verlagen en tegelijkertijd de prestaties te garanderen. In termen van de specifieke technische realisatiebenadering, neem als voorbeeld een bedrijf in de Verenigde Staten dat actieve chips zoals lasers, detectoren en CMOS-verwerking in de vorm van verschillende functionele chipsets combineert met gewoon 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 eenvoudig is, maar het integratieniveau relatief laag. Universiteiten en onderzoeksinstellingen die zich bezighouden met onderzoek naar opto-elektronische integratie hebben oplossingen voor opto-elektronische integratietechnologie voorgesteld op basis van driedimensionale integratieprocessen zoals TSV-interconnectie, dat wil zeggen, op SOI gebaseerde fotonische integratielaag en CMOS-circuitlaag realiseren integratie op systeemniveau via TSV-technologie. Of de twee compatibel zijn met elkaar in termen van ontwerp en structuur, fabricageprocessen, 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.
