2024年10月23日，日本東麗株式會社（Toray Industries, Inc.）宣布公司已聯(lián)合東麗工程（TRENG）開發(fā)出一套基于InP（磷化銦）等光半導(dǎo)體在硅基板上集成的材料與工藝技術(shù)，并計劃在2025年前完成量產(chǎn)技術(shù)的確立，力爭盡早實現(xiàn)商業(yè)化。

高速通信帶來的需求

據(jù)了解，隨著人工智能進步推動高速通信的擴展，數(shù)據(jù)中心數(shù)量不斷增加，人們擔(dān)憂因數(shù)據(jù)中心高耗電量帶來的電力需求激增。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，除了在長距離通信中應(yīng)用光通信，低能量損耗的光通信技術(shù)也正加速在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的短距離通信（<1米）中應(yīng)用。

為此，通過硅光子技術(shù)在硅基板上形成光路，利用III-V族化合物半導(dǎo)體（如InP）實現(xiàn)低損耗的光電路。東麗此次正是聚焦于將硅光子技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的短距離通信中，推動相關(guān)新材料和工藝技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)。

在硅光子技術(shù)中所需的光半導(dǎo)體集成 （來源：東麗）

新技術(shù)詳情

據(jù)報道，東麗此次開發(fā)內(nèi)容包括一種用于激光快速轉(zhuǎn)寫InP等光半導(dǎo)體的“轉(zhuǎn)寫材料”，一種用于捕獲并直接接合到硅基板上的“捕獲材料”，以及相關(guān)的“組裝工藝技術(shù)”。

此前，東麗已開發(fā)出用于微型LED的轉(zhuǎn)寫材料，而此次應(yīng)用的InP光半導(dǎo)體尺寸為640×90微米，盡管比普通微型LED大，但厚度僅為3微米。為此，東麗研發(fā)出一種新型轉(zhuǎn)寫材料，能夠在一次激光照射中無損轉(zhuǎn)寫超薄光半導(dǎo)體。

在捕獲材料方面，東麗運用了其耐熱高分子設(shè)計技術(shù)和粘附性控制技術(shù)，開發(fā)出能夠捕獲并直接接合至硅基板且易于釋放的新材料。

東麗提出的高速光半導(dǎo)體組裝工藝技術(shù) （來源：東麗）

芯片粘合到硅基板上 （來源：東麗）

此外，東麗還與TRENG合作開發(fā)了一整套從激光轉(zhuǎn)寫到硅基板直接接合的工藝技術(shù)。通過驗證實驗顯示，該工藝的定位精度在±2微米以內(nèi)，旋轉(zhuǎn)誤差在±1度以內(nèi)，且裝配速度高達每分鐘6000個，具備極高的效率。

關(guān)于日本東麗

日本東麗株式會社（Toray Industries, Inc.）是一家全球領(lǐng)先的尖端材料制造公司，成立于1926年，主要專注于纖維、復(fù)合材料、化學(xué)品、電子和信息材料等領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)。近年來，東麗積極推動光電子與硅光子技術(shù)的發(fā)展，通過高性能材料和創(chuàng)新技術(shù)支持半導(dǎo)體、光通信等領(lǐng)域的進步。

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