Latitude Design Systems共同創辦人暨技術長陳昇祐博士於2024年10月23日發表題為《矽光子技術:從概念到量產》的專題演講,全面剖析矽光子技術的發展軌跡、現況與未來展望,特別聚焦於如何運用創新設計工具來加速矽光子技術的商業化應用。
陳昇祐博士回顧了從2005年DARPA EPIC計畫以來矽光子技術的重要里程碑。他指出,當時DARPA預測CMOS製程極限約為10奈米,而現今已實現量產sub-3奈米製程,遠超過原先預期。這樣的技術進展為矽光子與CMOS的整合開創了更多可能性。
矽光子技術正邁入如同微電子LSI時代的關鍵階段。回顧微電子發展史,從1947年第一個電晶體、1958年第一個積體電路(僅有1個電晶體、3個電阻、2個二極體和1個電容),到1971年第一個微處理器(2,300個電晶體,10微米製程),發展至如今NVIDIA RTX4070(358億電晶體,TSMC 5奈米製程)。矽光子產業正循著類似的發展軌跡,透過運用CMOS生態系統的優勢,包括光電整合技術、既有的基礎設施(設備、工具、製程)、專業人才,以及先進封裝技術(2D/2.5D/3D)。
為了支援這樣的發展趨勢,完整的設計環境變得至為重要。陳博士在演講中特別介紹了PIC Studio統一設計平台,該平台整合了從元件、線路到系統層級的完整設計流程:
PhotoCAD:支援光電整合布局設計
pSim/pSim Plus:提供光電共同模擬能力
Advanced SDL:實現圖形化介面的布局自動化設計以及LVS檢查
pMaxwell:提供元件模擬解決方案
pVerify:確保設計規則檢查
陳博士指出,矽光子技術正在多個領域展現重要應用,包括數據中心光學收發器、車用光纖乙太網路、光學I/O(OIO)晶片、微型化陀螺晶片以及健康感測器解決方案。隨著AI與數據中心帶動的需求增長,2024年矽光子晶片市場已見顯著成長,預期這個趨勢將持續推動產業發展。
就如同微電子產業發展過程中,標準元件庫、實體驗證、合成、模擬器等工具的發展,對推動產業進步扮演關鍵角色。陳博士總結表示:「Latitude Design Systems致力於為矽光子產業提供從元件到系統的全方位設計解決方案,協助產業在這個快速發展的時代中加速創新,實現更大規模的整合與更優異的效能。」
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