Imec, 하이브리드 FinFET 시연

2018년 7월 9일

벨기에 루벤, 2018년 7월 9일 — 오늘 샌프란시스코에서 열린 Imec Technology Forum USA에서 나노 전자공학 및 디지털 기술 분야의 세계 최고의 연구 및 혁신 허브인 imec은 초저전력, 고전력을 시연했다고 발표했습니다. Silicon Photonics와 FinFET CMOS 기술의 하이브리드 통합을 통한 대역폭 광 트랜시버. 동적 전력 소비가 230fJ/비트에 불과하고 설치 공간이 0.025mm2에 불과한 40Gb/s Non-Return-to-0 광 트랜시버는 초고밀도, 다중 Tb/s 광 I/O 솔루션을 실현하는 데 중요한 이정표를 세웠습니다. 차세대 고성능 컴퓨팅 애플리케이션을 위한 것입니다.

데이터 센터 스위치 및 고성능 컴퓨팅 노드에서 I/O 대역폭에 대한 수요가 기하급수적으로 증가함에 따라 광범위한 상호 연결 거리(1m~500m+)를 포괄하는 고급 CMOS 로직과 광학 상호 연결의 긴밀한 공동 통합에 대한 필요성이 커지고 있습니다. 제시된 작업에서는 차동 FinFET 드라이버가 Silicon Photonics 링 변조기와 공동 설계되었으며 154fJ/bit 동적 전력 소비에서 40Gb/s NRZ 광 변조를 달성했습니다. 수신기에는 Ge 도파관 포토다이오드와 함께 작동하도록 최적화된 FinFET 트랜스 임피던스 증폭기(TIA)가 포함되어 있어 75fJ/비트 전력 소비에서 -10dBm의 추정 감도로 40Gb/s NRZ 광 감지가 가능합니다. 2dB 링크 마진의 표준 단일 모드 광섬유(SMF)를 통한 1330nm 파장의 루프백 실험에서도 고품질 데이터 전송 및 수신이 입증되었습니다. 마지막으로 통합 열 제어 기능을 갖춘 4x40Gb/s, 0.1mm2 파장 분할 다중화(WDM) 송신기가 시연되어 광섬유당 100Gb/s 이상의 대역폭 확장이 가능합니다.

"시연된 하이브리드 FinFET-실리콘 포토닉스 플랫폼은 조밀하고 낮은 정전 용량의 Cu 마이크로 범프를 통해 고성능 14nm FinFET CMOS 회로와 imec의 300mm 실리콘 포토닉스 기술을 통합합니다. 이 결합된 플랫폼의 세심한 공동 설계를 통해 우리는 40Gb/s를 시연할 수 있었습니다. Imec의 광학 I/O R&D 프로그램 이사인 Joris Van Campenhout는 "NRZ 광 트랜시버는 전력 소비가 매우 낮고 대역폭 밀도가 높습니다."라고 말했습니다. "설계 최적화를 통해 단일 채널 데이터 속도를 56Gb/s NRZ로 더욱 향상시킬 것으로 기대합니다. 파장 분할 다중화와 결합된 이 트랜시버는 초소형 다중 Tb/s 광학 상호 연결에 대한 확장 경로를 제공합니다. 차세대 고성능 시스템에 필수적입니다."

이 작업은 광학 I/O에 대한 imec의 산업 제휴 R&D 프로그램의 일환으로 수행되었으며 2018년 VLSI 기술 및 회로 심포지엄(2018년 6월)에서 "늦은 뉴스" 논문으로 발표되었습니다. Imec의 200mm 및 300mm Silicon Photonics 기술은 imec의 프로토타이핑 서비스와 iSiPP50G MPW(멀티 프로젝트 웨이퍼) 서비스를 통해 기업 및 학계의 평가를 받을 수 있습니다.

출처: imec