אָפּטאָעלעקטראָניק אינטעגראַציע מעטאָד

אָפּטאָעלעקטראָנישאינטעגראַציע מעטאָדע

די אינטעגראַציע פוןפאָטאָניקסאון עלעקטראָניק איז אַ שליסל שריט אין פֿאַרבעסערן די קייפּאַבילאַטיז פון אינפֿאָרמאַציע פּראַסעסינג סיסטעמען, וואָס אַלאַוז פאַסטער דאַטן אַריבערפירן ראַטעס, נידעריקער מאַכט קאַנסאַמשאַן און מער קאָמפּאַקט מיטל פּלאַן, און עפֿענען ריזיק נייַע אַפּערטונאַטיז פֿאַר סיסטעם פּלאַן. ינטעגראַציע מעטהאָדס זענען בכלל צעטיילט אין צוויי קאַטעגאָריעס: מאָנאָליטהיק ינטעגראַציע און מולטי-טשיפּ ינטעגראַציע.

מאָנאָליטהישע אינטעגראַציע
מאָנאָליטישע אינטעגראַציע באַשטייט פון פאַבריצירן פאָטאָנישע און עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן אויף דער זעלבער סאַבסטראַט, געוויינטלעך ניצנדיק קאָמפּאַטיבלע מאַטעריאַלן און פּראָצעסן. דער צוגאַנג פאָקוסירט אויף שאַפֿן אַ נאָטלאָזע צובינד צווישן ליכט און עלעקטריע אין אַן איינציקן טשיפּ.
מעלות:
1. רעדוצירן פארבינדונג פארלוסטן: שטעלן פאטאנען און עלעקטראנישע קאמפאנענטן אין נאנטע געגנט מינימיזירט סיגנאל פארלוסטן פארבונדן מיט אפ-טשיפּ פארבינדונגען.
2, פֿאַרבעסערטע פאָרשטעלונג: אַ שטאַרקערע אינטעגראַציע קען פֿירן צו שנעלערע דאַטן טראַנספֿער גיכקייטן צוליב קירצערע סיגנאַל פּאַטס און פֿאַרקלענערטע לייטאַנסי.
3, קלענערע גרייס: מאָנאָליטישע אינטעגראַציע ערלויבט זייער קאָמפּאַקטע דעוויסעס, וואָס איז ספּעציעל נוציק פֿאַר פּלאַץ-לימיטעד אַפּלאַקיישאַנז, אַזאַ ווי דאַטן צענטערס אָדער כאַנדכעלד דעוויסעס.
4, רעדוצירן מאַכט קאַנסאַמשאַן: עלימינירן די נויט פֿאַר באַזונדער פּאַקאַדזשאַז און לאַנג-דיסטאַנס ינטערקאַנעקץ, וואָס קענען באַדייטנד רעדוצירן מאַכט רעקווייערמענץ.
אַרויסרופן:
1) מאַטעריאַל קאָמפּאַטאַביליטי: געפֿינען מאַטעריאַלן וואָס שטיצן ביידע הויך-קוואַליטעט עלעקטראָנען און פאָטאָנישע פֿונקציעס קען זיין אַ שווערע אַרבעט ווייל זיי דאַרפֿן אָפֿט פֿאַרשידענע אייגנשאַפֿטן.
2, פּראָצעס קאָמפּאַטאַביליטי: אינטעגרירן די פֿאַרשידענע מאַנופאַקטורינג פּראָצעסן פֿון עלעקטראָניק און פֿאָטאָנס אויף דער זעלבער סאַבסטראַט אָן פֿאַרערגערן די פאָרשטעלונג פֿון קיין איין קאָמפּאָנענט איז אַ קאָמפּלעקסע אויפֿגאַבע.
4, קאָמפּלעקסע פאַבריקאַציע: די הויכע פּינקטלעכקייט וואָס איז פארלאנגט פֿאַר עלעקטראָנישע און פאָטאָנאָנישע סטרוקטורן פאַרגרעסערט די קאָמפּלעקסיטעט און קאָסטן פון פאַבריקאַציע.

מולטי-טשיפּ אינטעגראַציע
די צוגאַנג ערלויבט גרעסערע בייגיקייט אין אויסקלייבן מאַטעריאַלן און פּראָצעסן פֿאַר יעדער פֿונקציע. אין דעם אינטעגראַציע קומען די עלעקטראָנישע און פאָטאָנישע קאָמפּאָנענטן פֿון פֿאַרשידענע פּראָצעסן און ווערן דערנאָך צוזאַמענגעשטעלט און געשטעלט אויף אַ געמיינזאַמען פּאַקעט אָדער סאַבסטראַט (פֿיגור 1). איצט לאָמיר אויסרעכענען די פֿאַרבינדונג מאָדעס צווישן אָפּטאָעלעקטראָנישע טשיפּס. דירעקטע פֿאַרבינדונג: די טעכניק באַשטייט פֿון דירעקטן פֿיזישן קאָנטאַקט און פֿאַרבינדונג פֿון צוויי פּלאַנאַרע ייבערפֿלאַכן, וואָס ווערט געוויינטלעך דערמעגלעכט דורך מאָלעקולאַרע פֿאַרבינדונג כּוחות, היץ און דרוק. עס האט דעם פֿאָרטייל פֿון פּשוטקייט און פּאָטענציעל זייער נידעריקע פֿאַרלוסט פֿאַרבינדונגען, אָבער פֿאָדערט גענוי אויסגעשטעלטע און ריינע ייבערפֿלאַכן. פֿאַזער/גראַטינג פֿאַרבינדונג: אין דעם סכעמע ווערט די פֿאַזער אָדער פֿאַזער אַרעי אויסגעשטעלט און פֿאַרבונדן צום ברעג אָדער ייבערפֿלאַך פֿון דעם פאָטאָנישן טשיפּ, וואָס דערמעגלעכט ליכט צו ווערן פֿאַרבונדן אַרײַן און אַרויס פֿון דעם טשיפּ. די גראַטינג קען אויך ווערן גענוצט פֿאַר ווערטיקאַלע פֿאַרבינדונג, וואָס פֿאַרבעסערט די עפֿעקטיווקייט פֿון דער טראַנסמיסיע פֿון ליכט צווישן דעם פאָטאָנישן טשיפּ און דער עקסטערנער פֿאַזער. דורך-סיליקאָן לעכער (TSVs) און מיקראָ-באַמפּס: דורך-סיליקאָן לעכער זענען ווערטיקאַלע פֿאַרבינדונגען דורך אַ סיליקאָן סאַבסטראַט, וואָס דערמעגלעכט די טשיפּס צו ווערן געשטאַפּלט אין דריי דימענסיעס. צוזאַמען מיט מיקראָ-קאָנוועקס פונקטן, העלפֿן זיי דערגרייכן עלעקטרישע פֿאַרבינדונגען צווישן עלעקטראָנישע און פֿאָטאָנישע טשיפּס אין געשטאַפּלטע קאָנפיגוראַציעס, פּאַסיק פֿאַר הויך-דענסיטי אינטעגראַציע. אָפּטישער פֿאַרמיטלער שיכט: די אָפּטישער פֿאַרמיטלער שיכט איז אַ באַזונדער סאַבסטראַט וואָס כּולל אָפּטישע כוואַליעגיידס וואָס דינען ווי אַ פֿאַרמיטלער פֿאַר רוטינג אָפּטישע סיגנאַלן צווישן טשיפּס. עס דערמעגלעכט פּינקטלעכע אַליינמאַנט, און נאָך פּאַסיוואָפּטישע קאָמפּאָנענטןקען אינטעגרירט ווערן פאר פארגרעסערטע פארבינדונג בייגיקייט. היבריד בונדינג: די פארגעשריטענע בונדינג טעכנולוגיע קאמבינירט דירעקטע בונדינג און מיקרא-בומפ טעכנולוגיע צו דערגרייכן הויך-דענסיטי עלעקטרישע פארבינדונגען צווישן טשיפס און הויך-קוואליטעט אפטישע אינטערפייסעס. עס איז באזונדערס פארשפרעכנד פאר הויך-פארשטעלונג אפטאלעקטראנישע קא-אינטעגראציע. סאלדער בומפ בונדינג: ענליך צו פליפ טשיפּ בונדינג, סאלדער בומפס ווערן גענוצט צו שאפן עלעקטרישע פארבינדונגען. אבער, אין דעם קאנטעקסט פון אפטאלעקטראנישע אינטעגראציע, מוז ספעציעלע אויפמערקזאמקייט געגעבן ווערן צו פארמיידן שאדן צו פאטאנישע קאמפאנענטן געפארכט דורך טערמישן דרוק און אויפהאלטן די אפטישע אויסריכטונג.

פיגור 1: עלעקטראָן/פאָטאָן טשיפּ-צו-טשיפּ פֿאַרבינדונג סכעמע

די בענעפיטן פון די צוגאנגען זענען באדייטנד: וויבאלד די CMOS וועלט גייט ווייטער נאך די פארבעסערונגען אין מור'ס געזעץ, וועט מען קענען שנעל אדאפטירן יעדע דור פון CMOS אדער Bi-CMOS אויף א ביליגן סיליקאן פאטאנישן טשיפּ, און דערמיט שניידן די בענעפיטן פון די בעסטע פראצעסן אין פאטאניקס און עלעקטראניק. ווייל פאטאניקס פארלאנגט בכלל נישט די פאבריקאציע פון ​​זייער קליינע סטרוקטורן (שליסל גרייסן פון בערך 100 נאנאמעטער זענען טיפיש) און דעווייסעס זענען גרויס קאמפערד צו טראנזיסטארן, וועלן עקאנאמישע באטראכטונגען טענדירן צו שטופן פאטאנישע דעווייסעס צו ווערן פאבריצירט אין א באזונדערן פראצעס, אפגעטיילט פון יעדער פארגעשריטענער עלעקטראניק וואס איז פארלאנגט פארן ענדגילטיגן פראדוקט.
מעלות:
1, בייגיקייט: פֿאַרשידענע מאַטעריאַלן און פּראָצעסן קענען ווערן גענוצט זעלבשטענדיק צו דערגרייכן די בעסטע פאָרשטעלונג פון עלעקטראָנישע און פאָטאָניק קאָמפּאָנענטן.
2, פּראָצעס צייַטיקייט: די נוצן פון צייַטיק מאַנופאַקטורינג פּראָצעסן פֿאַר יעדער קאָמפּאָנענט קענען פאַרפּשוטערן פּראָדוקציע און רעדוצירן קאָס.
3, גרינגערע אַפּגרעיד און וישאַלט: די צעשיידונג פון קאָמפּאָנענטן אַלאַוז יחיד קאָמפּאָנענטן צו זיין ריפּלייסט אָדער אַפּגרעידעד גרינגער אָן אַפעקטירן די גאנצע סיסטעם.
אַרויסרופן:
1, פֿאַרבינדונג פֿאַרלוסט: די אָף-טשיפּ פֿאַרבינדונג ברענגט נאָך סיגנאַל פֿאַרלוסט און קען דאַרפֿן קאָמפּליצירטע אַליינמאַנט פּראָצעדורן.
2, פארגרעסערטע קאמפלעקסיטעט און גרייס: יחיד קאמפאנענטן דארפן נאָך פּאַקאַדזשינג און פֿאַרבינדונגען, וואָס רעזולטירט אין גרעסערע גרייסן און פּאָטענציעל העכערע קאָסטן.
3, העכערע מאַכט קאַנסאַמשאַן: לענגערע סיגנאַל פּאַטס און נאָך פּאַקקאַגינג קען פאַרגרעסערן מאַכט רעקווייערמענץ קאַמפּערד צו מאָנאָליטהיק ינטאַגריישאַן.
מסקנא:
די אויסוואל צווישן מאָנאָליטישע און מולטי-טשיפּ אינטעגראַציע דעפּענדס אויף אַפּליקאַציע-ספּעציפֿישע רעקווייערמענץ, אַרייַנגערעכנט פאָרשטעלונג צילן, גרייס באַגרענעצונגען, קאָסטן באַטראַכטונגען, און טעכנאָלאָגיע צייַטיקייט. טראָץ מאַנופאַקטורינג קאָמפּלעקסיטי, מאָנאָליטישע אינטעגראַציע איז אַדוואַנטיידזשאַס פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז וואָס דאַרפן עקסטרעם מיניאַטוריזאַציע, נידעריק מאַכט קאַנסאַמשאַן, און הויך-גיכקייַט דאַטן טראַנסמיסיע. אַנשטאָט, מולטי-טשיפּ אינטעגראַציע אָפפערס גרעסערע פּלאַן בייגיקייט און נוצט יגזיסטינג מאַנופאַקטורינג קייפּאַבילאַטיז, מאכן עס פּאַסיק פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז וווּ די סיבות יבערוועגן די בענעפיץ פון ענגער אינטעגראַציע. ווי פאָרשונג פּראָגרעסיז, כייבריד אַפּראָוטשיז וואָס קאַמביינירן עלעמענטן פון ביידע סטראַטעגיעס זענען אויך יקספּלאָרד צו אָפּטימיזירן סיסטעם פאָרשטעלונג בשעת פאַרמינערן די טשאַלאַנדזשיז פֿאַרבונדן מיט יעדער צוגאַנג.