GlobalFoundries (GF) stellte seine revolutionäre GF Fotonix™-Plattform erstmals im Jahr 2022 vor, wobei der Schwerpunkt auf optischen Verbindungen lag. Die Plattform erreichte über PAM4-Signalisierung eine Datenrate von bis zu 100 Gigabit pro Sekunde pro Wellenlänge (100G/λ). Mit einer extrem hohen Datenrate und einer bis zu 10.000-fachen Verbesserung der Systemfehlerrate war unsere GF Fotonix-Plattform der ersten Generation ein wichtiger Schritt hin zu optischen Chiplets, die eine schnellere und effizientere Datenübertragung ermöglichen.
Diese Errungenschaften haben sich als erfolgreich erwiesen und GF als führendes Unternehmen im Bereich der Silizium-Photonik etabliert ( ). Aber das war noch nicht alles. Werfen wir einen Blick auf einige der jüngsten Fortschritte, die wir auf unserer GF Fotonix-Plattform gemacht haben, einschließlich erhöhter Design-Flexibilität, Bandbreiten-Upgrades und vollständigem Turnkey-Support mit der Entwicklung unseres neu angekündigten Advanced Packaging and Photonics Center.
Extreme Flexibilität
Die GF Fotonix-Plattform wurde entwickelt, um den Kunden die größtmögliche Flexibilität zu bieten, damit sie die verschiedenen Anforderungen der Anwendungen und Marktsegmente erfüllen können:
- Prozess-Flexibilität: Der GF Fotonix-Prozess kann als integrierter Photonik + RF CMOS-Flow oder als reiner Photonik-Flow betrieben werden, je nach Anwendung und Systemanforderungen des Kunden.
- Freiform-Designs: Die Technologie ermöglicht das Design passiver Komponenten in freier Form, solange die kundenspezifischen Bauelemente die Designregeln erfüllen. Die Unterstützung für kundenspezifische photonische Bauelementedesigns erfolgt nativ im Prozessdesign-Kit (PDK) durch die Unterstützung von Technologiedateien für die führenden Bauelementesimulatoren der Branche.
- "Langsam und breit" vs. "Schnell und schmal": GF Fotonix bietet Design-Flexibilität, indem es die Implementierung sowohl von Course-Wave (CWDM) als auch von Dense-Wave-Division-Multiplexing (DWDM) zur Optimierung der Beachfront-Dichte (Bandbreitendichte entlang der Chipkante) unterstützt. Die für das Wellenmultiplexing erforderlichen Komponenten wie athermische Muxs/De-Muxs und Bänke mit Mikroringen und gekoppelten Ringresonatoren sind im PDK verfügbar.
Von hochfrequentierten KI-Rechenzentren bis hin zu fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen der nächsten Generation arbeiten wir kontinuierlich mit unseren Kunden in allen Endmärkten zusammen, um ihre Designanforderungen zu verstehen und die Funktionen und Weiterentwicklungen hinzuzufügen, die ihre Chips auf die nächste Stufe bringen werden.
Verdopplung der Bandbreite
Die zweite Generation von GF Fotonix unterstützt 200G/λ und verdoppelt damit die Bandbreitengeschwindigkeit gegenüber der vorherigen Generation, um "schnelle und schmale" Architekturen zu unterstützen. Wir haben auch alle aktiven photonischen Bauelemente wie Modulatoren (Mikro-Ring, Mach Zehnder und Ring Assisted Mach Zehnder), Photodioden und Transistoren verbessert, um die monolithische Integration zu unterstützen. Es wurden bahnbrechende Fortschritte bei der Ausbeute von Modulatorbänken erzielt, um "langsame und breite" Architekturen mit mehreren Lambdas zu unterstützen.
Die IOSMF (passive Faserkoppler auf Basis von V-Nuten) wurden in zweierlei Hinsicht wesentlich verbessert. Erstens ermöglicht eine Verringerung des Abstands der einzelnen V-Nuten von 250 μm auf 127 μm eine doppelt so hohe optische Dichte. Zweitens haben wir die Unterstützung für Spotgrößenkonverter aus Siliziumnitrid (SiN) hinzugefügt, um die power um mehr als das Vierfache zu steigern.
Mit Blick auf die Anforderungen des Co-Packaging haben wir mit mehreren Anbietern an Lösungen für abnehmbare Glasfaseranschlüsse auf Wafer- und Die-Ebene gearbeitet. Mehrere Demos dieser Lösungen werden auf der 2025 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC) in San Francisco im April dieses Jahres vorgestellt.
Schließlich haben wir die Unterstützung für Thru-Silicon-Vias (TSV) durch den photonischen IC (PIC) hinzugefügt. Diese Funktion ermöglicht die 2,5D-/3D-Stapelung des elektrischen ICs auf dem PIC. Diese TSVs können für Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung, power und Wärmeableitung genutzt werden.
Zentrum für fortschrittliche Verpackungstechnik und Photonik
Anfang des Jahres kündigte GF ein neues Zentrum für fortschrittliche Verpackungs- und Testverfahren in unserer Produktionsstätte in New York an, das seinesgleichen sucht. Dieses neue Zentrum wird es uns ermöglichen, die in unserem New Yorker Werk hergestellten Chips vollständig an Land in den USA zu verarbeiten, zu verpacken und zu testen. Dies hilft uns, die wachsende Nachfrage nach sicheren Lieferketten für unsere wichtigen Chips in kritischen Endmärkten wie der Automobilindustrie, der Kommunikationsinfrastruktur sowie der Luft- und Raumfahrt und Verteidigung zu erfüllen.
Durch dieses neue Zentrum ist GF nun in der Lage, eine schlüsselfertige Lösung für unsere Silizium-Photonik-Chips anzubieten, mit fortschrittlichen Verpackungs-, Montage- und Testdienstleistungen, um die Chips in individuelle Gehäuse zu verwandeln, die für den Einsatz im Endprodukt bereit sind. Auf der IP-Seite bauen wir unser GlobalSolutions-Ökosystem mit verifizierten und siliziumerprobten IP-Lösungen von Branchenexperten weiter aus, die einfach in GF Fotonix integriert werden können, um Ihre hochmodernen, kundenspezifischen ICs zu bauen.
Um mehr über GF Fotonix zu erfahren und darüber, wie unsere Silizium-Photonik-Prozesstechnologien Ihre Glasfaser-Kommunikationsdesigns der nächsten Generation unterstützen können, werden wir vom 1. bis 3. April in San Francisco an der OFC 2025 teilnehmen. Besuchen Sie uns am Stand Nr. 3220, um mit unseren technischen Vertretern zu sprechen und Muster von ICs zu sehen, die mit GF Fotonix gefertigt wurden. Wir hoffen, Sie dort zu sehen!
Kevin Soukup ist Senior Vice President des Geschäftsbereichs Siliziumphotonik bei GF und leitet das Siliziumphotonik-Geschäft des Unternehmens, das es Kunden ermöglicht, riesige Datenmengen über schnelle und power elektrooptische Systeme zu übertragen.
