Прорыв в кремниевой фотонике: UC Berkeley представляет MEMS-переключатели с нулевыми изменениями техпроцесса

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) представили фундаментально новый подход к архитектуре кремниевой фотоники, опубликовав работу о MEMS-оптическом переключателе, совместимом с существующими стандартами литейных производств (foundry-compatible). Главным достижением данной разработки является использование процесса, не требующего внесения изменений в стандартные технологические циклы CMOS-производства, с последующей доработкой на этапе Back-End-of-Line (BEOL). Технические характеристики прототипа впечатляют: коэффициент экстинкции превышает 30 дБ, а вносимые потери составляют менее 1,5 дБ. Эти показатели делают технологию конкурентоспособной по сравнению с традиционными термооптическими переключателями, которые зачастую потребляют значительную мощность и страдают от высокого тепловыделения. С точки зрения влияния на полупроводниковую индустрию, этот прорыв имеет критическое значение. Основным барьером для широкого внедрения кремниевой фотоники всегда была высокая стоимость и сложность интеграции специфических материалов в стандартные кремниевые техпроцессы. Возможность производства оптических коммутаторов без необходимости перенастройки оборудования литейных заводов (foundries) радикально снижает порог входа для массового рынка. Это открывает путь к созданию масштабируемых систем передачи данных внутри дата-центров и высокопроизводительных вычислительных узлов, где требуется сверхнизкое энергопотребление. Для цепочки поставок это означает потенциальный сдвиг в сторону «фотоники как услуги». Если крупные контрактные производители (TSMC, GlobalFoundries) смогут внедрить подобные BEOL-процессы в свои стандартные линии, это позволит проектировщикам систем на кристалле (SoC) интегрировать оптические функции непосредственно в процессоры. Будущее этой технологии видится в широком применении в составе ко-пакованной оптики (CPO), что необходимо для преодоления ограничений пропускной способности медных соединений в эпоху генеративного ИИ. Мы ожидаем, что в ближайшие три-пять лет данная технология пройдет путь от лабораторных испытаний до ранних этапов коммерциализации, трансформируя рынок высокоскоростных сетевых решений. Это не просто научный эксперимент, а фундаментальный шаг к оптоэлектронной конвергенции, где фотонные и электронные компоненты будут существовать в едином, экономически эффективном производственном цикле.