La fotonica del silicio conveniente per l’industria europea

Passi avanti per una catena Ue di fornitura e per l’industrializzazione di questa tecnologia

[9 dicembre 2015]

Produzione di fotonica del silicio

Il progetto Photonic Libraries And Technology for Manufacturing (PLAT4M), finanziato dall’Ue, ha sviluppato nuove tecnologie per ottenere una produzione di massa di fotonica del silicio, che può essere usata per costruire circuiti complementari metallo-ossido-semiconduttore (CMOS). «L’idea – spiegano sul bollettino scientifico dell’Ue Cordis i ricercatori che hanno lavorato al progetto – è di usare il silicio, strutturato con una precisione nell’ordine del sub-micrometro, come mezzo ottico in questi micro componenti. I circuiti CMOS offrono un’alta immunità dal rumore e un basso consumo statico di energia, tra i potenziali utenti finali ci sono applicazioni nel campo delle telecomunicazioni e produttori di microelettronica. L’uso diffuso di silicio infatti ha già portato la microelettronica dei CMOS ad applicazioni di mercato di massa come gli smartphone, i sensori e altri dispositivi».

Cordis sottolinea che «Competenze nel campo della fotonica del silicio ed eccellenti strutture di ricerca e sviluppo nel campo della fotonica esistono già in Europa e questo ha permesso al progetto PLAT4M di riunire importanti istituti di ricerca e sviluppo e aziende produttrici di CMOS insieme a importanti esponenti del settore industriale e utenti finali di diversi campi di applicazione». PLAT4M è stato  lanciato nell’ ottobre 2012 e si basa sullo sviluppo di nuovi mezzi economicamente convenienti per produrre fotonica del silicio e secondo i ricercatori «porterà a una rivoluzione simile nel settore della fotonica. La fotonica del silicio è stata identificata come un mezzo per ottenere interconnessioni ottiche, che permettono un trasferimento di dati più veloce tra e all’interno di microchip. Di conseguenza, il concetto è stato studiato attivamente da molti produttori di elettronica e da gruppi di ricerca in ambito accademico negli ultimi anni».

Fino ad ora, la maggior parte della ricerca sulla fotonica del silicio si era oncentrata sugli elementi elementari, piuttosto che sulla fabbricazione di circuiti fotonici integrati completi. Per inserirsi in mercati più ampi, il Il team di PLAT4M punta a dimostrare che sono possibili lo sviluppo e la produzione economicamente conveniente di circuiti integrati fotonici completi.

Finora, il progetto quadriennale ha migliorato una serie di piattaforme di fotonica del silicio già esistenti. In particolare, la progettazione e i flussi di processo sono stati semplificati e consolidati in vista di requisiti industriali riguardanti la solidità del progetto, la variabilità del processo e i vincoli di integrazione.  L’obiettivo finale del progetto è quello di «Creare una catena di approvvigionamento europea per la fotonica del silicio che sia appetibile per diversi campi di applicazione e consentire l’istituzione di piattaforme di integrazione industriale per livelli diversi di produzione di massa».

PLAT4M si dovrebbe concludere alla fine di settembre 2016 e «continuerà a sviluppare processi progettati per sostenere la produzione di massa e verificherà ogni piattaforma con test orientati alle applicazioni. Saranno svolte dimostrazioni che rappresenteranno una gamma varia di campi di applicazione, dalle telecomunicazioni e sensori di gas alla rilevazione della luce e la vibrometria (i vibrometri sono strumenti usati per effettuare rapide misurazioni senza contatto e imaging di vibrazioni. Il progetto potrebbe anche portare a importanti applicazioni per i ricercatori di fisica)».

Il progetto preparerà un piano d’azione per l’evoluzione delle prestazioni e per valutare la scalabilità della produzione. In questo modo, il progetto PLAT4M spera di portare l’attuale ricerca sulla fotonica del silicio a un livello che permetterà la sua transizione senza problemi all’industria, a vantaggio di numerosi utenti finali sia nell’industria che nel settore accademico.