17PB3900, Advanced BEOL technology using optical interconnection,
Lee Jong-Moo
Abstract
3. 개발결과 요약 □ 최종목표 CMOS 반도체의 초고속 저전력 신호전달 용 광배선 소자 기술 개발을 통한 광전집적 소자 구현에 필요한 핵심 요소 기술 확립. - 고속 저전력 모듈레이션 설계 : >25Gbps, <300fJ/bit - 저손실 광전 패키지 모듈 : 광삽입손실<3dB - 고품위 헤테로 에피탁시 : TDD~1x107/cm2, Tensile strain>2.5%, n-type≅1x1020/cm3 - 집적형 광 isolator : Isolation>30dB, 삽입손실<1dB
□ 개발내용 및 결과 CMOS 공정 호환되는 광원, 모듈레이터, 광필터, 광패키지, 아이솔레이터 및 아키텍처 요소기술 연구를 수행 - Ring, MZI, FK-EA 3가지 모듈레이션 PIC 제작 및 분석 속도 > 25 Gbps (Ring), 45GHz (FK-EA) 소모전력 < 1pJ/bit (MZI), 30fJ/bit (FK-EA) 면적 < 0.02 (MZI), 0.001 mm2/Gbps (FK-EA) - 온도무의존 구현 : 온도의존성 < 2 pm/℃+파장튜닝 구현 - 광전 패키지 연구 : 광섬유 접속 손실 < 3dB - Ge on Si 광원 연구 : TDD~1x107/cm2, Tensile strain>2.5%, n-type≅1x1020/cm3 - 집적형 광 isolator 연구 : isolator 시뮬레이션 및 설계 - 광전집적 아키텍처 연구 : 광 연결된 머신러닝 가속기 분산 시스템 아키텍처 성능평가
□ 기술개발 배경 - 무어의 법칙으로 불리며 급격한 속도로 발전되어온 반도체칩 기술은 이차원적인 반도체 패턴 미세화 기술이 물리적 한계에 도달하고, 반도체 칩 간의 신호전달에 소모되는 전력 소모를 줄여야 될 필요성이 대두됨. - 반도체 칩의 초고속 신호 전력소모를 줄이기 위해서는 전기 신호를 광신호로 전환하여 신호를 전달하는 광배선 기술이 요구됨. - 메모리 분야 세계 1위이며 최근 비메모리 분야에서도 급격한 상승세인 국내 반도체 산업의 글로벌 경쟁력을 유지/발전시키기 위해서는 미래 반도체 소자의 핵심기술이 될 수 있는 광배선 요소기술 개발이 필요함.
□ 핵심개발 기술의 의의 본 연구를 통해서 개발된 광배선 요소기술은 국내 반도체 산업계의 광배선 개발연구에 활용되어 국내 반도체 산업의 글로벌 경쟁력을 유지/발전시키는대 기여할 것임.
□ 적용 분야 초고속 저전력 optical interconnect 기능이 포함된 메모리 및 비메모리 반도체 칩 및 데이터 센터 광통신 모듈
(출처 : 최종보고서 초록 4p)
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