全球晶圆代工巨头GlobalFoundries(GF)于2022年首次推出革命性的GFFotonix™平台,该平台专注于光互连技术。 该平台通过PAM4调制技术,单波长数据速率可达100千兆比特每秒(100G/λ)。凭借极高的数据速率以及系统误码率最高可降低10,000倍的优势,我们的第一代GF Fotonix平台在推动实现更快、更高效的数据传输的光学微芯片方面迈出了重要一步。

这些成就已证明是成功的,并确立了 GF 在硅光子领域的领先地位, ,但我们并未止步于此。让我们来看看我们在 GF Fotonix 平台上取得的一些最新进展,包括设计灵活性的提高、带宽的升级以及最新宣布的先进封装和光子中心开发的全套交钥匙支持。

极高的灵活性

GF Fotonix 平台的开发旨在为客户提供极大的灵活性,以满足各种应用和细分市场的设计要求:

  • 工艺灵活性:根据客户的应用和系统要求,GF Fotonix 工艺可作为集成光子 + 射频 CMOS 流程或纯光子流程运行。
  • 自由形式设计:只要定制器件符合设计规则,该技术就能实现自由形式的无源元件设计。制程设计工具包 (PDK) 通过为业界领先的器件模拟器提供技术文件支持,为定制光子器件设计提供本机支持。
  • "慢而宽 "与 "快而窄":GF Fotonix 支持实现波分复用 (CWDM) 和密集波分复用 (DWDM),从而提供了设计灵活性,优化了海滨密度(沿芯片边缘的带宽密度)。PDK 中提供波分复用所需的组件,如热敏复用器/解复用器以及微环和耦合环谐振器组。

从高流量人工智能数据中心到下一代高级驾驶辅助系统,我们一直在与所有终端市场的客户合作,以了解他们的设计要求,并增加功能和先进性,使他们的芯片更上一层楼。

将带宽翻倍

第二代 GF Fotonix 支持 200G/λ,带宽速度比上一代产品提高了一倍,以支持 "快速窄带 "架构。我们还升级了所有有源光子器件,如调制器(微环、马赫泽恩德和环辅助马赫泽恩德)、光电二极管和晶体管,以支持单片集成。在调制器组的产量方面取得了突破性进展,支持多蓝斑 "慢而宽 "架构。

IOSMF(基于 V 形槽的无源光纤耦合器)在两个方面进行了有意义的升级。首先,单个 V 形槽的间距从 250μm 减小到 127μm,从而将光滩前沿密度提高了 2 倍。其次,我们增加了对氮化硅(SiN)点尺寸转换器的支持,将功率处理能力提高了 4 倍以上。

考虑到共同封装的要求,我们一直在与几家供应商合作开发晶圆级和芯片级可拆卸光纤连接解决方案。在今年 4 月于旧金山举行的 2025 年光纤通信大会暨展览会(OFC)上,我们将展示这些解决方案的一些演示。

最后,我们还增加了对穿过光子集成电路 (PIC) 的硅通孔 (TSV) 的支持。该功能允许在 PIC 上进行电气 IC 的 2.5D/3D 堆叠。这些 TSV 可用于高速信号、功率传输和散热。

先进封装与光子学中心

今年早些时候,GF 宣布在我们位于纽约的制造工厂建立一个同类首创的先进封装和测试中心。这个新中心将使我们能够完全在美国本土对纽约工厂生产的芯片进行加工、封装和测试,帮助我们满足汽车、通信基础设施、航空航天和国防等关键终端市场对我们重要芯片安全供应链日益增长的需求。

通过这个新中心,GF 现在能够为我们的硅光子芯片提供交钥匙解决方案,包括先进的封装、组装和测试服务,将芯片转化为可用于终端产品的独立封装。在知识产权方面,我们将继续发展我们的 GlobalSolutions 生态系统,提供来自行业专家的经过验证和硅验证的知识产权解决方案,这些解决方案可以轻松集成到 GF Fotonix 上,为您打造最先进的定制集成电路。

要了解有关 GF Fotonix 以及我们的硅光子工艺技术如何支持您的下一代光纤通信设计的更多信息,我们将参加 4 月 1 日至 3 日在旧金山举行的 OFC 2025。请莅临我们的 3220 号展位,与我们的技术代表交流,并参观基于 GF Fotonix 的封装 IC 样品。我们希望在那里见到您!

Kevin Soukup 是 GF 硅光子产品线的高级副总裁,负责领导公司的硅光子业务,帮助客户通过高速、高能效的电子光学系统传输大量数据。