Waarom we over dit onderwerp schrijven:
Twee panelsessies tijdens de PIC Summit Europe 2022 van dit jaar waren gewijd aan de heterogene integraties tussen verschillende onderdelen van elektronica en fotonica. Expertise uit alle hoeken van de waardeketen werd bijeengebracht om de huidige stand van de industrie te vernemen, wat betreft co-design, co-simulatie en coproductie van elektronische en fotonische circuits.
Met de toenemende volwassenheid van fabricageprocessen voor PICs worden nu echte procesontwerp-kits opgezet die een ontwerp voor maakbaarheid tot realiteit maken. Bovendien is er een toenemende samenhang met elektronische ontwerptools voor co-simulatie. Deze trends openen nieuwe wegen voor het vakgebied. Daar komt bij dat de toenemende wereldwijde vraag naar communicatie- en computertechnologie de chipfabrikanten onder druk zet. De industrie is zich ervan bewust dat monolithische technologie alléén niet voldoende is om die druk aan te kunnen. De antwoorden worden gezocht in een slimme combinatie van materialen en zowel fotonische als elektronische schakelingen. Op het gebied van heterogene integratie worden technieken als “die and wafer bonding” en “micro-transfer printing” onderzocht.
Tientallen zijwegen
Wat houdt dit in? Wat heeft de toekomst in petto voor fotonisch en elektronisch co-ontwerp? De industrie is nog op zoek. Wie aanwezig was bij de twee sessies – onder leiding van Martijn Heck van de TU Eindhoven en Michael Lebby van Lightwave Logic – ging met minstens zoveel nieuwe vragen als antwoorden naar buiten. Ja, we zijn op weg naar integratie, maar er zijn nog tientallen zijwegen waaruit we kunnen kiezen. “En we zullen onderweg pas beslissen welk pad we inslaan.”
Mixen en matchen gebeurt al, concludeerde Michael Lebby. “En het zal alleen maar toenemen, al was het maar omdat de industrie blijft zoeken naar betere prestaties. Maar er zijn veel benaderingen, veel toepassingen, veel combinaties – we moeten nog uitzoeken welke het meest effectief zullen zijn. Het enige dat nu al vaststaat is dat er heel veel mogelijkheden zijn waarbij heel veel combinaties zullen worden uitgeprobeerd.”
Voor Martijn Heck was het lastig om een key takeaway van zijn sessie te formuleren. “Wat we hebben besproken is meer een evaluatie dan een takeaway: we gaan samen vooruit, en we hebben een gemeenschappelijk doel, maar we hebben meer tijd nodig om uit te zoeken hoe de ideale weg naar succes er precies uitziet. Daarom wil ik de hele fotonicagemeenschap vragen om samen met ons te beoordelen waar we nu staan en hoe we de beste weg voorwaarts kunnen vinden.”
De versnipperde meningen werden ook duidelijk toen Heck het publiek vroeg om deel te nemen aan de discussie. “Hoe denkt u dat elektronica en fotonica samen zullen gaan in één systeem”, wilde hij weten. “Ziet u een oplossing in meerdere chips samengevoegd met flip-chip of wire-bond benaderingen, in meer heterogene benaderingen met behulp van micro-transfer printing en wafer bonding, of eerder in monolithische oplossingen waarbij elektronica en fotonica op hetzelfde substraat worden gefabriceerd?” Tientallen handen gingen de lucht in voor elk van de mogelijke antwoorden. Plus de suggestie voor een andere optie: “Alle opties gaan we terugzien.”
Complexiteit
De mening van het publiek was exemplarisch voor de discussie binnen de twee panels. Packaging werd gepositioneerd als een goede optie voor integratie, evenals een interface om tussen systemen te communiceren. Waar de panels het wel over eens waren is dat het aankomt op het daadwerkelijke gebruik: de functies en toepassingen zullen bepalend zijn voor de manier waarop het integratieproces zal verlopen. “Het gaat uiteindelijk om het ontwerpen van een product, niet van een chip”, zei Katarzyna Lawnizcuk (Bright Photonics).
Ook over de complexiteit van de omstandigheden rond de integratie-initiatieven bestond overeenstemming. “De elektronica- en fotonica-gemeenschappen zijn nog steeds grotendeels gescheiden werelden, waarbij de laatste veel minder volwassen is dan de eerste, maar toch moeten we alles tegelijkertijd oplossen.” Het bij elkaar brengen van die communities is voorlopig een van de grote opgaven, maar toch bleef Lebby verzekerd: “Het gaat gebeuren.”
PIC Summit Europe 2022 is een nieuw congres, een van de twee fotonische chipconferenties in Europa en zal jaarlijks terugkeren. De volgende editie is in november 2023. PhotonDelta is de hoofdorganisator van het congres; het programma is opgezet in samenwerking met de Technische Universiteit Eindhoven en IPSR-I.
Samenwerking
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
