ST公司的12寸硅光平台

沉寂多年的STMicroelectronics最近发布了其300mm硅光平台的新动态，小豆芽这里梳理下其硅光平台的发展历程，方便大家参考。

ST在2012年与硅光先驱Luxtera公司开始合作，在Luxtera已有硅光IP的技术下开发12寸硅光平台。此前，Luxtera公司与Freescale公司开发了其第一代8寸monolithic的硅光平台，但是在研发过程中发现了monolithic平台的诸多劣势，因此Luxtera决定改变技术方案，后续采用光电混合集成(hybrid integration)的方案，与ST合作开发硅光平台，如下图所示。

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(图片来自文献1)

ST曾在OFC 2015上展示了其硅光平台的进展。ST采用90nm工艺节点，其SOI晶圆中顶硅的厚度为310nm, Box层的厚度为720nm。硅波导的厚度不是常见的220nm，并且分两步刻蚀，也不是传统的三步刻蚀。初始硅的厚度变化范围为±1.85nm, 刻蚀后的脊形波导厚度变化范围为±3nm。其主要光器件的性能如下表所示，性能看上去中规中矩。

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Luxtera在ST硅光平台上开发了PSM4与PSM8两款产品，单通道速率为25Gbps, 总带宽分别为100Gbps与200Gbps。比较尴尬的是，Luxtera在2017年另结新欢，与TSMC开始硅光合作。在TSMC强大工艺能力的保障下，Luxtera的硅光器件性能更上一层楼，下图是ST和TSMC的器件性能对比。对于ST来说，有点啪啪打脸。

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（图片来自文献1）

2017年后，ST硅光平台的报道非常少，其参与了欧盟的一些研究项目。最近，ST宣布推出新一代硅光解决方案PIC100，其主要器件的性能如下：硅波导的损耗为0.4dB/cm, 氮化硅波导的损耗为0.5dB/cm。MZM的3dB带宽为50GHz, PD的带宽为80GHz。端面耦合器的耦合损耗在1.5dB以下。整体器件性能相比2015年有较大的提升，可以满足单波200G的应用需求。同时，ST也在开发其TSV工艺和异质集成工艺，为400G/lane做准备。

除了硅光平台之外，ST也即将发布最新BiCMOS工艺平台B55X。这样的话，光引擎中涉及到的光电芯片都可以在ST平台上完成加工。ST将目标瞄准800G和1.6T的光模块市场。值得注意的是，数据中心巨头AWS已经宣布与ST开展相关的合作。

目前商用的12寸硅光平台屈指可数，主要包括TSMC、GF、Intel和ST。在AIGC与数据中心互联的强大需求下，ST也不再沉默，高调推出了其最新的硅光平台PIC100与BiCMOS平台，并且宣布与AWS展开合作，其雄心可见一斑。TSMC的流片门槛比较高，Intel的硅光平台不对外开放。GF和ST成为唯二的选择，其中GF是monolithic平台。ST的硅光平台发展可谓是一波三折，经历了与Luxtera最初的甜蜜期，与Luxtera分手后的沉寂，如今可能算是浪子回头，牵手AWS，重新找到动力，为高速光互连提供更低能效的解决方案。

参考文献：

1. P. De Dobbelaere, "Silicon photonics platform for high volume  manufacturing"