Les challenges de l'intégration monolithique et hybride pour la photonique sur silicium

Résumé : Ce papier présente une revue des principales méthodes d'intégration (monolithique, wire-bonding et flip-chip) permettant d'assembler les puces électronique et photonique d'un transceiver à base d'anneaux résonants. Les applications de la photonique sur silicium visent en premier lieu les liens datacenters, d'où la volonté d'augmenter le débit des données échangées tout en s'assurant que le transceiver respecte les standards actuels de packaging et de consommation de puissance. Nous analysons ainsi pour chacune des méthodes d'intégration sa qualité à partir de ces éléments-clés. Nous montrons que l'intégration monolithique conduit à de faibles impédances parasites mais est plus difficilement adaptable avec des noeuds technologiques réduits. Au contraire l'intégration par wire-bonding bénéficie d'une grande flexibilité des procédés de fabrication et permet donc l'optimisation séparée du PIC et de l'EIC. Enfin l'intégration par flip-chip permet de combiner les avantages précédents. Cet assemblage 3D se justifie également par la réduction de l'empreinte des puces ainsi qu'un couplage facilité des fibres optiques. Par conséquent l'intégration par flip-chip réalise certainement le meilleur compromis en matière d'optimisation des performances du transceiver.