La photonique au silicium—la technologie du futur pour les
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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 © CMC Microsystems | www.cmc.ca