La photonique au silicium—la technologie du futur pour les

La photonique
au silicium—la
technologie du futur
pour les applications
exigeantes en bande
passante
D
epuis plus d’une décennie,
la société TeraXion Inc.,
établie dans la ville de
Québec, conçoit et fabrique
des composants optiques de
pointe pour l’industrie des
télécommunications. La société
a développé sa réputation de
soutien à l’innovation grâce
aux technologies exclusives de
dispersion des fibres optiques
à réseau de Bragg (fiber Bragg
grating, FBG) et du contrôle
de fréquence laser. Bien que
ces produits concurrentiels
continuent à assurer le gros
des revenus de la société,
TeraXion prévoit que la nouvelle
technologie de photonique au
silicium sera cruciale pour les
innovations futures.
avec cette technologie,
en commençant par la
phase de conception à
l’aide d’outils tels que le
dw-2000 de la société
Design Workshop
Technologies, basée au
Canada, puis en passant
à la fabrication du modèle
par des navettes de
plaquettes multi-projets
(MPW) organisées par
ePIXfab en Europe, et
finalement en effectuant
les tests sur les puces
fabriquées. « Nos
interactions avec CMC
ont été extrêmement
précieuses », explique
Painchaud. « Cela nous
a donné l’occasion de
voir plus précisément
comment la photonique
au silicium pouvait
fonctionner. »
Yves Painchaud, PhD, chercheur principal (devant, au centre), Carl Paquet
(devant, à gauche) et Martin Pelletier (devant, à droite) ainsi que d’autres
membres de l’équipe de R et D de TeraXion qui a développé une expertise
unique en intégration photonique. La société élabore des produits utilisant
la photonique au silicium qui constituent une solution rentable face aux
demandes croissantes d’applications exigeantes en bande passante.
À la suite de ce cours,
TeraXion a continué de
développer son expertise
dans le domaine de la
photonique au silicium.
La société a entrevu des possibilités de tirer
profit des services de fabrication de CMC,
notamment pour leurs efforts en R et D, en
combinant des cycles réguliers de plaquettes
multiprojets. Le modèle ainsi conçu a été
implanté sur une seule plaquette, parallèlement
à celui d’autres chercheurs, et cette agrégation
a réduit sensiblement les obstacles à l’entrée.
En l’espace d’une année, Painchaud et ses
collègues ont réglé les aspects mécaniques et
électriques de leur nouveau produit; la durée
considérable qui était normalement nécessaire
pour introduire une nouvelle technologie a été
réduite efficacement.
Vers 2009, les clients ont commencé à exprimer
un besoin important de systèmes hautement
intégrés avec un encombrement plus faible.
Selon le chercheur principal, Yves Painchaud,
PhD, TeraXion a étudié diverses options et a jeté
son dévolu sur la photonique au silicium comme
étant la meilleure technologie pour répondre à
cette demande.
« Tout est installé dans un boîtier compatible
RF », explique-t-il, ajoutant que le dé
photonique au silicium métallisé est attaché et
micro-câblé sur une céramique à teneur élevée.
La société cible une approche sans usine pour
la puce photonique, mais non pour son boîtier.
Les compétences internes ont été améliorées,
notamment le micro-câblage et les puces
retournées, afin de mettre au point le boîtier et
maîtriser la qualité des nouveaux produits.
Painchaud rappelle que les premiers pas sur
la voie de cette technologie ont été facilités par
CMC Microsystèmes, tout d’abord par le biais
d’un cours en nanophotonique sur silicium offert
en partenariat avec l’université de la ColombieBritannique. Le cours a été mis sur pied pour
donner aux chercheurs de l’ensemble du pays
une exposition accélérée à la technologie
émergente du silicium sur isolant (SSI), y
compris la conception, la fabrication et l’analyse
des circuits photoniques intégrés (CPI). Les
participants ont pu rapidement se familiariser
Grâce à sa géométrie particulière de silicium
sur isolant, la photonique au silicium permet
des guides d’ondes submicroniques hautement
confinés; il en résulte des circuits photoniques
très compacts. Le besoin d’un boîtier aussi
compact est aussi une des raisons pour
lesquelles on a choisi le silicium pour la
plateforme. « Lorsque nous avons mené
nos recherches sur l’intégration photonique
en général, nous avons examiné différentes
plateformes et estimé que la photonique au
silicium était le meilleur choix pour nous »,
Mai 2013
remarque Painchaud. « Cela ressemble
beaucoup à un processus CMOS, offrant le
bénéfice de décennies de développement dans
ce domaine. »
La prochaine étape de développement consiste
à qualifier le nouveau produit, un récepteur
cohérent intégré de petite taille, selon les normes
environnementales de télécommunication de
Telcordia acceptées internationalement et qui,
soulignons-le, exigent des milliers d’heures
de fonctionnement dans des conditions de
température et d’humidité élevées. « Nous
avons testé la fonctionnalité du dispositif, qui
est entièrement intégré, mais n’a pas encore été
qualifié », déclare-t-il.
TeraXion prévoit d’autres produits de photonique
au silicium pour lesquels la taille et la
consommation d’énergie sont essentielles dans
le cadre des nouvelles applications à haute
vitesse. Récemment, la société a annoncé une
nouvelle gamme de récepteurs cohérents à
base de silicium de 40 et 100 gigabits qui seront
disponibles sous forme d’échantillon en 2013.
TeraXion exploitera tous les avantages de la
photonique au silicium en offrant des récepteurs
cohérents ultra-compacts pour la deuxième
génération du système de 100 Go/s où le faible
encombrement devient une spécification vitale.
« Nous considérons que la photonique au silicium
est la technologie du futur », conclut Painchaud.
cmc
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