දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික ඒකාබද්ධ කිරීමේ ක්‍රමය

දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනිකඒකාබද්ධ කිරීමේ ක්‍රමය

ඒකාබද්ධ කිරීමෆෝටෝනික්ස්සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ යනු තොරතුරු සැකසුම් පද්ධතිවල හැකියාවන් වැඩිදියුණු කිරීම, වේගවත් දත්ත හුවමාරු අනුපාත, අඩු බල පරිභෝජනය සහ වඩාත් සංයුක්ත උපාංග සැලසුම් සක්‍රීය කිරීම සහ පද්ධති නිර්මාණය සඳහා විශාල නව අවස්ථා විවෘත කිරීම සඳහා ප්‍රධාන පියවරකි. ඒකාබද්ධ කිරීමේ ක්‍රම සාමාන්‍යයෙන් කාණ්ඩ දෙකකට බෙදා ඇත: ඒකලිතික ඒකාබද්ධ කිරීම සහ බහු-චිප ඒකාබද්ධ කිරීම.

ඒකලිතික ඒකාබද්ධ කිරීම
ඒකලිතික ඒකාබද්ධ කිරීම යනු සාමාන්‍යයෙන් අනුකූල ද්‍රව්‍ය සහ ක්‍රියාවලීන් භාවිතා කරමින් එකම උපස්ථරයක් මත ෆෝටෝනික් සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික සංරචක නිෂ්පාදනය කිරීමයි. මෙම ප්‍රවේශය තනි චිපයක් තුළ ආලෝකය සහ විදුලිය අතර බාධාවකින් තොරව අතුරු මුහුණතක් නිර්මාණය කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි.
වාසි:
1. අන්තර් සම්බන්ධතා පාඩු අඩු කරන්න: ෆෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික සංරචක සමීපව තැබීමෙන් චිපයෙන් පිටත සම්බන්ධතා හා සම්බන්ධ සංඥා පාඩු අවම වේ.
2, වැඩිදියුණු කළ කාර්ය සාධනය: කෙටි සංඥා මාර්ග සහ අඩු ප්‍රමාදය හේතුවෙන් දැඩි ඒකාබද්ධ කිරීම වේගවත් දත්ත හුවමාරු වේගයකට හේතු විය හැක.
3, කුඩා ප්‍රමාණය: ඒකලිතික ඒකාබද්ධ කිරීම ඉතා සංයුක්ත උපාංග සඳහා ඉඩ සලසයි, එය දත්ත මධ්‍යස්ථාන හෝ අතේ ගෙන යා හැකි උපාංග වැනි සීමිත ඉඩ යෙදුම් සඳහා විශේෂයෙන් ප්‍රයෝජනවත් වේ.
4, බලශක්ති පරිභෝජනය අඩු කිරීම: වෙනම පැකේජ සහ දිගු දුර අන්තර් සම්බන්ධතා සඳහා ඇති අවශ්‍යතාවය ඉවත් කිරීම, එමඟින් බලශක්ති අවශ්‍යතා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ හැකිය.
අභියෝගය:
1) ද්‍රව්‍ය අනුකූලතාව: උසස් තත්ත්වයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ ෆෝටෝනික් ශ්‍රිත යන දෙකටම සහාය වන ද්‍රව්‍ය සොයා ගැනීම අභියෝගාත්මක විය හැක්කේ ඒවාට බොහෝ විට විවිධ ගුණාංග අවශ්‍ය වන බැවිනි.
2, ක්‍රියාවලි අනුකූලතාව: කිසිදු සංරචකයක ක්‍රියාකාරිත්වය පිරිහීමෙන් තොරව එකම උපස්ථරයක් මත ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සහ ෆෝටෝනවල විවිධ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් ඒකාබද්ධ කිරීම සංකීර්ණ කාර්යයකි.
4, සංකීර්ණ නිෂ්පාදනය: ඉලෙක්ට්‍රොනික සහ ෆොටෝනොනික් ව්‍යුහයන් සඳහා අවශ්‍ය ඉහළ නිරවද්‍යතාවය නිෂ්පාදන සංකීර්ණත්වය සහ පිරිවැය වැඩි කරයි.

බහු-චිප ඒකාබද්ධ කිරීම
මෙම ප්‍රවේශය මඟින් එක් එක් ශ්‍රිතය සඳහා ද්‍රව්‍ය සහ ක්‍රියාවලීන් තෝරා ගැනීමේදී වැඩි නම්‍යශීලී බවක් ලබා දේ. මෙම ඒකාබද්ධතාවයේදී, ඉලෙක්ට්‍රොනික සහ ෆෝටෝනික් සංරචක විවිධ ක්‍රියාවලීන්ගෙන් පැමිණෙන අතර පසුව ඒවා එකට එකලස් කර පොදු පැකේජයක් හෝ උපස්ථරයක් මත තබා ඇත (රූපය 1). දැන් අපි ඔප්ටෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික් චිප් අතර බන්ධන ක්‍රම ලැයිස්තුගත කරමු. සෘජු බන්ධනය: මෙම තාක්ෂණයට සාමාන්‍යයෙන් අණුක බන්ධන බලවේග, තාපය සහ පීඩනය මගින් පහසුකම් සපයන තලීය පෘෂ්ඨ දෙකක සෘජු භෞතික සම්බන්ධතා සහ බන්ධනය ඇතුළත් වේ. එයට සරල බව සහ විභවයෙන් ඉතා අඩු පාඩු සම්බන්ධතා වල වාසිය ඇත, නමුත් නිශ්චිතවම පෙළගස්වන ලද සහ පිරිසිදු මතුපිට අවශ්‍ය වේ. තන්තු/ග්‍රේටින් කප්ලිං: මෙම යෝජනා ක්‍රමයේදී, තන්තු හෝ තන්තු අරාව පෙළගස්වා ෆෝටෝනික් චිපයේ කෙළවරට හෝ මතුපිටට බන්ධනය කර ඇති අතර, එමඟින් චිපයෙන් සහ ඉන් පිටතට ආලෝකය සම්බන්ධ කිරීමට ඉඩ සලසයි. ෆෝටෝනික් චිපය සහ බාහිර තන්තු අතර ආලෝකය සම්ප්‍රේෂණය කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරමින්, සිරස් කප්ලිං සඳහා ද දැලක භාවිතා කළ හැකිය. සිලිකන් හරහා සිදුරු (TSVs) සහ ක්ෂුද්‍ර ගැටිති: සිලිකන් හරහා සිදුරු යනු සිලිකන් උපස්ථරයක් හරහා සිරස් අන්තර් සම්බන්ධක වන අතර, චිප්ස් ත්‍රිමාණ වශයෙන් ගොඩගැසීමට ඉඩ සලසයි. ක්ෂුද්‍ර-උත්තල ලක්ෂ්‍ය සමඟ ඒකාබද්ධව, ඒවා ඉහළ ඝනත්ව ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා සුදුසු, ගොඩගැසූ වින්‍යාසයන් තුළ ඉලෙක්ට්‍රොනික සහ ෆෝටෝනික් චිප් අතර විද්‍යුත් සම්බන්ධතා ලබා ගැනීමට උපකාරී වේ. දෘශ්‍ය අතරමැදි ස්ථරය: දෘශ්‍ය අතරමැදි ස්ථරය යනු චිප් අතර දෘශ්‍ය සංඥා මෙහෙයවීම සඳහා අතරමැදියෙකු ලෙස සේවය කරන දෘශ්‍ය තරංග මාර්ගෝපදේශ අඩංගු වෙනම උපස්ථරයකි. එය නිරවද්‍ය පෙළගැස්මක් සහ අතිරේක නිෂ්ක්‍රීයදෘශ්‍ය සංරචකසම්බන්ධතා නම්‍යතාවය වැඩි කිරීම සඳහා ඒකාබද්ධ කළ හැකිය. දෙමුහුන් බන්ධනය: මෙම දියුණු බන්ධන තාක්ෂණය චිප්ස් සහ උසස් තත්ත්වයේ දෘශ්‍ය අතුරුමුහුණත් අතර ඉහළ ඝනත්ව විද්‍යුත් සම්බන්ධතා ලබා ගැනීම සඳහා සෘජු බන්ධන සහ ක්ෂුද්‍ර-බම්ප් තාක්ෂණය ඒකාබද්ධ කරයි. එය ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ඔප්ටෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික සහ-ඒකාබද්ධතාවය සඳහා විශේෂයෙන් පොරොන්දු වේ. පෑස්සුම් බම්ප් බන්ධනය: ෆ්ලිප් චිප් බන්ධනයට සමානව, විද්‍යුත් සම්බන්ධතා නිර්මාණය කිරීම සඳහා පෑස්සුම් බම්ප් භාවිතා කරයි. කෙසේ වෙතත්, ඔප්ටෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික ඒකාබද්ධතාවයේ සන්දර්භය තුළ, තාප ආතතිය නිසා ඇතිවන ෆෝටෝනික් සංරචක වලට සිදුවන හානිය වළක්වා ගැනීම සහ දෘශ්‍ය පෙළගැස්ම පවත්වා ගැනීම කෙරෙහි විශේෂ අවධානයක් යොමු කළ යුතුය.

රූපය 1: : ඉලෙක්ට්‍රෝන/ෆෝටෝන චිපයෙන් චිපයට බන්ධන යෝජනා ක්‍රමය

මෙම ප්‍රවේශයන්ගේ ප්‍රතිලාභ සැලකිය යුතු ය: CMOS ලෝකය මුවර්ගේ නීතියේ වැඩිදියුණු කිරීම් දිගටම අනුගමනය කරන බැවින්, ෆෝටෝනික් සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල හොඳම ක්‍රියාවලීන්ගෙන් ප්‍රතිලාභ ලබා ගනිමින්, CMOS හෝ Bi-CMOS පරම්පරාවේ සෑම පරම්පරාවක්ම ලාභ සිලිකන් ෆෝටෝනික් චිපයකට ඉක්මනින් අනුවර්තනය කිරීමට හැකි වනු ඇත. ෆෝටෝනික් සඳහා සාමාන්‍යයෙන් ඉතා කුඩා ව්‍යුහයන් නිෂ්පාදනය කිරීම අවශ්‍ය නොවන නිසා (නැනෝමීටර 100 ක් පමණ වන ප්‍රධාන ප්‍රමාණයන් සාමාන්‍ය වේ) සහ ට්‍රාන්සිස්ටරවලට සාපේක්ෂව උපාංග විශාල බැවින්, ආර්ථික සලකා බැලීම් අවසාන නිෂ්පාදනය සඳහා අවශ්‍ය ඕනෑම දියුණු ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණයකින් වෙන් වූ වෙනම ක්‍රියාවලියක ෆෝටෝනික් උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීමට තල්ලු කරනු ඇත.
වාසි:
1, නම්‍යශීලී බව: ඉලෙක්ට්‍රොනික සහ ෆෝටෝනික් සංරචකවල හොඳම කාර්ය සාධනය ලබා ගැනීම සඳහා විවිධ ද්‍රව්‍ය සහ ක්‍රියාවලීන් ස්වාධීනව භාවිතා කළ හැකිය.
2, ක්‍රියාවලි පරිණතභාවය: එක් එක් සංරචක සඳහා පරිණත නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් භාවිතා කිරීමෙන් නිෂ්පාදනය සරල කර පිරිවැය අඩු කළ හැකිය.
3, පහසු උත්ශ්‍රේණි කිරීම සහ නඩත්තුව: සංරචක වෙන් කිරීම මඟින් සම්පූර්ණ පද්ධතියටම බලපෑමක් නොකර තනි සංරචක ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමට හෝ උත්ශ්‍රේණි කිරීමට පහසු වේ.
අභියෝගය:
1, අන්තර් සම්බන්ධතා නැතිවීම: චිපයෙන් පිටත සම්බන්ධතාවය අතිරේක සංඥා නැතිවීමක් හඳුන්වා දෙන අතර සංකීර්ණ පෙළගැස්වීමේ ක්‍රියා පටිපාටි අවශ්‍ය විය හැකිය.
2, සංකීර්ණත්වය සහ ප්‍රමාණය වැඩි වීම: තනි සංරචක සඳහා අමතර ඇසුරුම් සහ අන්තර් සම්බන්ධතා අවශ්‍ය වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විශාල ප්‍රමාණ සහ විභවයෙන් ඉහළ පිරිවැයක් දැරීමට සිදුවේ.
3, ඉහළ බල පරිභෝජනය: දිගු සංඥා මාර්ග සහ අතිරේක ඇසුරුම් මගින් ඒකලිතික ඒකාබද්ධතාවයට සාපේක්ෂව බල අවශ්‍යතා වැඩි විය හැක.
නිගමනය:
මොනොලිතික් සහ බහු-චිප ඒකාබද්ධ කිරීම අතර තේරීම කාර්ය සාධන ඉලක්ක, ප්‍රමාණයේ සීමාවන්, පිරිවැය සලකා බැලීම් සහ තාක්‍ෂණික පරිණතභාවය ඇතුළු යෙදුම්-විශේෂිත අවශ්‍යතා මත රඳා පවතී. නිෂ්පාදන සංකීර්ණත්වය තිබියදීත්, අතිශය කුඩාකරණය, අඩු බල පරිභෝජනය සහ අධිවේගී දත්ත සම්ප්‍රේෂණය අවශ්‍ය යෙදුම් සඳහා මොනොලිතික් ඒකාබද්ධ කිරීම වාසිදායක වේ. ඒ වෙනුවට, බහු-චිප ඒකාබද්ධ කිරීම වැඩි නිර්මාණ නම්‍යශීලී බවක් ලබා දෙන අතර පවතින නිෂ්පාදන හැකියාවන් භාවිතා කරයි, මෙම සාධක දැඩි ඒකාබද්ධතාවයේ ප්‍රතිලාභ ඉක්මවා යන යෙදුම් සඳහා එය සුදුසු වේ. පර්යේෂණ ඉදිරියට යන විට, එක් එක් ප්‍රවේශය හා සම්බන්ධ අභියෝග අවම කරන අතරම පද්ධති ක්‍රියාකාරිත්වය ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා උපාය මාර්ග දෙකෙහිම අංග ඒකාබද්ධ කරන දෙමුහුන් ප්‍රවේශයන් ද ගවේෂණය කෙරේ.