Mentor, a Siemens business automatizoval návrh křemíkové fotoniky

Křemíková fotonika je oblast komunikace pomocí optických médií mezi integrovanými obvody. Optické médium je odolnější, schopné přenést větší objem dat a není náchylné na EMC rušení. Počátky křemíkové fotoniky sahají do osmdesátých let minulého století. Využitím laserové diody se převede elektrický signál na nejčastěji IR, přenese se optickým vláknem a na druhé straně se fotodetektorem převede zpět.

V minulosti křemíková fotonika čelila problémům s energetickou náročností laseru a neefektivitou křemíku pro převod elektrického signálu na IR kvůli tepelným ztrátám v materiálu. Kombinací křemíku s jinými materiály je možné tato omezení překonat. Výhodou potom je použití stejných výrobních procesů jako pro „obyčejné“ křemíkové IC a integrace optické komunikace.

Další překážkou je odlišnost návrhu IC pro křemíkovou fotoniku, jelikož používá křivočaré rozložení na rozdíl od jednodušší pravoúhlé (manhattanské) mřížky využívané v běžných IC. Představuje tedy výzvu i pro tradiční DRC kontroly. Mentor, a Siemens business poskytuje první automatizovaný návrh takových čipů LightSuite Photonic Compiler, který umožňuje popsat návrh v programovacím jazyku Python, z nějž automaticky generuje data pro výrobu. Návrh je ověřen nástroji Calibre a prošel tedy DRC a DFM kontrolou.

Využití programovacího jazyka Python spolu s použitím standardů OpenAccess a iPDK naznačuje směřování LightSuite Photonic Compileru mezi společnosti bez zkušeností s návrhem IC stejně jako k těm zvyklým využívat tradiční EDA nástroje.

Křemíková fotonika je v současnosti navrhována manuálním rozmísťováním PDK a je náročná jak časově (týdny) tak na požadavky znalostí z oborů fotoniky i elektroniky. Automatizováním návrhu, DRC a DFM kontrol se značně zkrátí návrhový cyklus (na minuty místo dní) a umožní provádění testovacích návrhů.

Další informace v celé zprávě, na stránkách Tech Design Forum nebo více o křemíkové fotonice.

radek@cadware.cz