硅光 · CMOS 集成设计
实战课程 · 30章 从基础到流片
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风格 · 活力全彩
1
硅光技术概述
从光纤通信到片上光互连，硅光技术的驱动力与市场前景。
2
CMOS工艺基础
标准CMOS工艺流程（FEOL、BEOL），关键工艺模块介绍。
3
硅光器件库（一）
低损耗波导（Strip/Slot/Rib）的设计与工艺实现。
4
硅光器件库（二）
光栅耦合器（GC）与边缘耦合器（EC）的原理与设计。
5
硅光器件库（三）
马赫-曾德尔调制器（MZM）与微环调制器（MRM）驱动原理。
6
硅光器件库（四）
锗硅光电探测器（Ge-on-Si PD）的工艺集成要点。
7
硅光器件库（五）
阵列波导光栅（AWG）与级联MZI的片上滤波。
8
工艺集成挑战（一）
硅光与CMOS的 thermal budget 兼容性问题。
9
工艺集成挑战（二）
波导与有源区（调制器/探测器）对准与刻蚀工艺。
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工艺集成挑战（三）
金属电极与光波导的耦合串扰（Crosstalk）抑制。
11
PDK设计（一）
硅光PDK架构与标准组件库定义。
12
PDK设计（二）
紧凑模型（Compact Model）提取与Verilog-A行为级建模。
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PDK设计（三）
DRC/LVS规则针对硅光器件的特殊定制。
14
EDA工具链
Lumerical/Ansys、Synopsys OptoDesigner、Mentor Calibre协同使用。
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版图设计实战
使用KLayout或Synopsys工具绘制MZM调制器版图。
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流片前检查
光眼图仿真、工艺角仿真、热效应仿真 (Pre-Tapeout Checklist)。
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晶圆级测试（一）
自动耦合台操作与光栅耦合效率测试。
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晶圆级测试（二）
高速调制器（>50Gbaud）眼图与浴盆曲线测试。
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晶圆级测试（三）
光电探测器（PD）的带宽与暗电流测试。
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失效分析
常见硅光芯片失效模式：波导断裂、金属剥落、光栅堵塞。
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先进工艺节点
45nm及以下节点硅光集成 (GlobalFoundries 45CLO)。
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3D异构集成
硅光中介层（Interposer）与微凸点（Micro-bump）键合技术。
23
片上激光器集成
异质集成III-V激光器与硅光波导。
24
共封装光学（CPO）
交换机ASIC与硅光引擎的2.5D/3D封装技术。
25
数据中心应用
400G/800G/1.6T光模块中的硅光芯片方案。
26
相干通信应用
硅光IQ调制器与相干接收机的设计与测试。
27
光计算与AI加速
基于硅光微环阵列的矩阵乘法器 (Optical Matrix Multiplier)。
28
量子光学集成
硅光芯片上的纠缠光子对产生与操控。
29
产业生态与供应链
全球主要硅光代工厂 (Tower Jazz, IMEC, AMF) 工艺对比。
30
项目实战
从Spec到GDSII——设计一个4x25Gbps硅光发射机芯片。