Optoelectronic ပေါင်းစပ်နည်းလမ်း

Optoelectronicပေါင်းစပ်နည်းလမ်း

ပေါင်းစည်းမှုဓာတ်ပုံနစ်များနှင့် အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများသည် သတင်းအချက်အလက် စီမံဆောင်ရွက်ပေးသည့် စနစ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန်၊ ဒေတာလွှဲပြောင်းမှုနှုန်း ပိုမိုမြန်ဆန်စေရန်၊ ပါဝါသုံးစွဲမှု နည်းပါးပြီး ပိုမိုကျစ်လစ်သော စက်ပစ္စည်းဒီဇိုင်းများနှင့် စနစ်ဒီဇိုင်းအတွက် ကြီးမားသော အခွင့်အလမ်းသစ်များကို ဖွင့်လှစ်ရန် အဓိကခြေလှမ်းဖြစ်သည်။ ပေါင်းစည်းခြင်းနည်းလမ်းများကို ယေဘူယျအားဖြင့် အမျိုးအစားနှစ်မျိုး ခွဲခြားထားသည်- monolithic integration နှင့် multi-chip ပေါင်းစပ်မှု။

Monolithic ပေါင်းစပ်မှု
Monolithic ပေါင်းစည်းခြင်းတွင် အများအားဖြင့် တွဲဖက်သုံးနိုင်သော ပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်များကို အသုံးပြု၍ တူညီသော အလွှာပေါ်တွင် ပုံတူနစ်နှင့် အီလက်ထရွန်နစ် အစိတ်အပိုင်းများ ထုတ်လုပ်ခြင်း ပါဝင်သည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုသည် ချစ်ပ်တစ်ခုတည်းအတွင်း အလင်းနှင့် လျှပ်စစ်ကြားတွင် ချောမွေ့သော မျက်နှာပြင်ကို ဖန်တီးရန် အလေးပေးသည်။
အားသာချက်များ
1. အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှု ဆုံးရှုံးမှုများကို လျှော့ချပါ- ဖိုတွန်များနှင့် အီလက်ထရွန်နစ် အစိတ်အပိုင်းများကို အနီးကပ် ထားရှိခြင်းသည် off-chip ချိတ်ဆက်မှုများနှင့် ဆက်စပ်နေသည့် အချက်ပြဆုံးရှုံးမှုများကို လျော့နည်းစေသည်။
2၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်- ပိုမိုတင်းကျပ်သောပေါင်းစပ်မှုသည် တိုတောင်းသောအချက်ပြလမ်းကြောင်းများနှင့် latency လျော့နည်းခြင်းကြောင့် ဒေတာလွှဲပြောင်းမှုအမြန်နှုန်းကို ပိုမိုမြန်ဆန်စေသည်။
3၊ ပိုမိုသေးငယ်သော အရွယ်အစား- Monolithic ပေါင်းစပ်မှုသည် ဒေတာစင်တာများ သို့မဟုတ် လက်ကိုင်ကိရိယာများကဲ့သို့ နေရာလွတ်-အကန့်အသတ်ရှိသော အပလီကေးရှင်းများအတွက် အထူးအကျိုးရှိသော အလွန်ကျစ်လစ်သိပ်သည်းသော ကိရိယာများအတွက် ခွင့်ပြုပေးပါသည်။
4၊ ပါဝါသုံးစွဲမှုကို လျှော့ချပါ- ပါဝါလိုအပ်ချက်များကို သိသိသာသာ လျှော့ချပေးနိုင်သည့် သီးခြား packages များနှင့် ခရီးဝေး အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုများ လိုအပ်မှုကို ဖယ်ရှားပါ။
စိန်ခေါ်မှု-
1) ပစ္စည်းလိုက်ဖက်ညီမှု- အရည်အသွေးမြင့် အီလက်ထရွန်နှင့် ဖိုနစ်လုပ်ဆောင်ချက်များကို ပံ့ပိုးပေးသည့် ပစ္စည်းများကို ရှာဖွေခြင်းသည် မကြာခဏ မတူညီသော ဂုဏ်သတ္တိများ လိုအပ်သောကြောင့် စိန်ခေါ်မှုဖြစ်သည်။
2၊ လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် လိုက်ဖက်ညီမှု- အစိတ်အပိုင်းတစ်ခု၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မထိခိုက်စေဘဲ တူညီသောအလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းနှင့် ဖိုတွန်များ၏ ကွဲပြားသောကုန်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များကို ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် ရှုပ်ထွေးသောအလုပ်ဖြစ်သည်။
4၊ ရှုပ်ထွေးသောထုတ်လုပ်မှု- အီလက်ထရွန်နစ်နှင့် ဖိုနိုနစ်ဖွဲ့စည်းပုံများအတွက် လိုအပ်သော မြင့်မားသောတိကျမှုသည် ထုတ်လုပ်မှု၏ ရှုပ်ထွေးမှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်ကို တိုးစေသည်။

Multi-chip ပေါင်းစပ်မှု
ဤချဉ်းကပ်မှုသည် လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုစီအတွက် ပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်များကို ရွေးချယ်ရာတွင် ပိုမိုပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ဖြစ်စေသည်။ ဤပေါင်းစပ်မှုတွင်၊ အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ပုံသဏ္ဌာန်အစိတ်အပိုင်းများသည် မတူညီသောလုပ်ငန်းစဉ်များမှ ဆင်းသက်လာပြီး ပေါင်းစပ်ကာ ဘုံအထုပ်တစ်ခု သို့မဟုတ် အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် ထားရှိသည် (ပုံ 1)။ ယခု optoelectronic ချစ်ပ်များကြားတွင် ချိတ်ဆက်မှုမုဒ်များကို စာရင်းပြုစုကြပါစို့။ တိုက်ရိုက်ချည်နှောင်ခြင်း- ဤနည်းပညာသည် အများအားဖြင့် မော်လီကျူးနှောင်ကြိုး၊ အပူနှင့် ဖိအားတို့ဖြင့် ပံ့ပိုးပေးသော အစီအစဥ်နှစ်ခု၏ တိုက်ရိုက်ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ထိတွေ့မှုနှင့် ဆက်စပ်မှုတို့ ပါဝင်သည်။ ၎င်းတွင် ရိုးရှင်းပြီး ဆုံးရှုံးနိုင်ချေ အလွန်နည်းပါးသော ချိတ်ဆက်မှုများ၏ အားသာချက်များ ရှိသော်လည်း တိကျစွာ လိုက်လျောညီထွေရှိပြီး သန့်ရှင်းသော မျက်နှာပြင်များ လိုအပ်ပါသည်။ ဖိုက်ဘာ/ဆန်ခါတွဲချိတ်ခြင်း- ဤအစီအစဉ်တွင်၊ ဖိုက်ဘာ သို့မဟုတ် ဖိုက်ဘာအခင်းအကျင်းကို ပုံသဏ္ဍာန်ချစ်ပ်၏အစွန်း သို့မဟုတ် မျက်နှာပြင်တွင် ချိန်ညှိထားပြီး ချစ်ပ်၏အတွင်းနှင့်အပြင်ကို အလင်းတွဲပေးနိုင်သည်။ ဖိုနစ်ချစ်ပ်နှင့် ပြင်ပဖိုက်ဘာကြားရှိ အလင်းပို့လွှတ်မှု၏ ထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ပေးကာ ဒေါင်လိုက်ချိတ်ဆက်မှုအတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။ တစ်ဆင့်ခံ-ဆီလီကွန်အပေါက်များ (TSVs) နှင့် မိုက်ခရို-အဖုများ- ဆီလီကွန်အပေါက်များသည် စီလီကွန်အလွှာတစ်ခုမှတစ်ဆင့် ဒေါင်လိုက်ချိတ်ဆက်မှုများဖြစ်ပြီး ချစ်ပ်များကို အတိုင်းအတာသုံးမျိုးဖြင့် စည်းထားနိုင်သည်။ သေးငယ်သောခုံးနေရာများနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော၊ ၎င်းတို့သည် မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆပေါင်းစပ်မှုအတွက် သင့်လျော်သော အစုလိုက်ဖွဲ့စည်းမှုတွင် အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဖိုနစ်ချစ်ပ်များကြား လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုရရှိစေရန် ကူညီပေးပါသည်။ အလင်းပြကြားခံအလွှာ- အလင်းပြကြားခံအလွှာသည် ချစ်ပ်များကြားတွင် အလင်းအချက်ပြမှုများကို လမ်းကြောင်းပြရန်အတွက် ကြားခံအဖြစ်ဆောင်ရွက်သော အလင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်များပါရှိသော သီးခြားအလွှာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် တိကျသော ချိန်ညှိမှုနှင့် ထပ်လောင်း passive ကို ခွင့်ပြုသည်။optical အစိတ်အပိုင်းများတိုးမြှင့်ချိတ်ဆက်မှုပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်အတွက်ပေါင်းစပ်နိုင်ပါတယ်။ Hybrid bonding- ဤအဆင့်မြင့်နှောင်ကြိုးနည်းပညာသည် ချစ်ပ်များနှင့် အရည်အသွေးမြင့် optical interface များကြားတွင် သိပ်သည်းဆမြင့်မားသော လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုများရရှိစေရန် တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်ခြင်းနှင့် မိုက်ခရိုဘတ်နည်းပညာကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် optoelectronic ပေါင်းစပ်ပေါင်းစပ်မှုအတွက် အထူးကောင်းမွန်ပါသည်။ Solder bump bonding- flip chip bonding နှင့်ဆင်တူသည်၊ လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုဖန်တီးရန်အတွက် ဂဟေတုံးများကို အသုံးပြုသည်။ သို့ရာတွင်၊ optoelectronic ပေါင်းစပ်မှု၏အခြေအနေတွင်၊ အပူဖိစီးမှုနှင့် optical alignment ကိုထိန်းသိမ်းထားခြင်းကြောင့်ဖြစ်သော photonic အစိတ်အပိုင်းများပျက်စီးမှုကိုရှောင်ရှားရန်အထူးအာရုံစိုက်ရမည်ဖြစ်သည်။

ပုံ 1 : : အီလက်ထရွန်/ဖိုတွန် ချစ်ပ်တစ်ချပ်မှ ချစ်ပ်ချိတ်ဆက်ခြင်း အစီအစဉ်

ဤချဉ်းကပ်မှုများ၏ အကျိုးကျေးဇူးများမှာ သိသာထင်ရှားသည်- CMOS ကမ္ဘာသည် Moore's Law တွင် တိုးတက်မှုများကို ဆက်လက်လုပ်ဆောင်နေသဖြင့် CMOS သို့မဟုတ် Bi-CMOS ၏ မျိုးဆက်တစ်ခုစီကို စျေးပေါသော ဆီလီကွန်ဖိုနစ်ချစ်ပ်တစ်ခုပေါ်တွင် လျင်မြန်စွာ ပြုပြင်ပြောင်းလဲနိုင်မည်ဖြစ်ပြီး၊ အကောင်းဆုံးလုပ်ငန်းစဉ်များ၏ အကျိုးကျေးဇူးများကို ရရှိနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ဓာတ်ပုံနစ်နှင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ။ ယေဘုယျအားဖြင့် photonics သည် အလွန်သေးငယ်သော အဆောက်အဦများ ဖန်တီးရန်မလိုအပ် (100 nanometers ခန့်ရှိသော အဓိကအရွယ်အစားများသည် ပုံမှန်ဖြစ်သည်) နှင့် devices များသည် transistor များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကြီးမားသောကြောင့်၊ စီးပွားရေးဆိုင်ရာ ထည့်သွင်းစဉ်းစားမှုများသည် မည်သည့်အဆင့်မြင့်မှုမှ ခွဲထုတ်နိုင်သော photonic devices များကို သီးခြား process တစ်ခုအဖြစ် ထုတ်လုပ်ရန် တွန်းအားပေးလေ့ရှိပါသည်။ နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်အတွက် လိုအပ်သော လျှပ်စစ်ပစ္စည်းများ။
အားသာချက်များ
1၊ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်- အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဖိုနစ်အစိတ်အပိုင်းများ၏ အကောင်းဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်ကိုရရှိရန် ကွဲပြားခြားနားသောပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်များကို လွတ်လပ်စွာအသုံးပြုနိုင်ပါသည်။
2၊ လုပ်ငန်းစဉ် ရင့်ကျက်မှု- အစိတ်အပိုင်း တစ်ခုစီအတွက် ရင့်ကျက်သော ကုန်ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်များကို အသုံးပြုခြင်းသည် ထုတ်လုပ်မှုကို ရိုးရှင်းစေပြီး ကုန်ကျစရိတ်ကို လျှော့ချနိုင်သည်။
3၊ ပိုမိုလွယ်ကူသော အဆင့်မြှင့်တင်ခြင်းနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းခြင်း- အစိတ်အပိုင်းများကို ခွဲထုတ်ခြင်းသည် စနစ်တစ်ခုလုံးကို မထိခိုက်စေဘဲ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုချင်းစီကို အစားထိုးရန် သို့မဟုတ် အဆင့်မြှင့်တင်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူစေသည်။
စိန်ခေါ်မှု-
1၊ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှု ဆုံးရှုံးမှု- off-chip ချိတ်ဆက်မှုသည် ထပ်လောင်းအချက်ပြဆုံးရှုံးမှုကို မိတ်ဆက်ပြီး ရှုပ်ထွေးသော ချိန်ညှိမှုလုပ်ငန်းစဉ်များ လိုအပ်နိုင်သည်။
2၊ တိုးပွားလာသော ရှုပ်ထွေးမှုနှင့် အရွယ်အစား- တစ်ဦးချင်း အစိတ်အပိုင်းများသည် အပိုထုပ်ပိုးမှုနှင့် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုများ လိုအပ်ပြီး ပိုမိုကြီးမားသောအရွယ်အစားနှင့် ကုန်ကျစရိတ်များ မြင့်မားနိုင်ချေရှိသည်။
3၊ ပါဝါသုံးစွဲမှု ပိုများသည်- ပိုရှည်သော အချက်ပြလမ်းကြောင်းများနှင့် ထပ်ဆောင်းထုပ်ပိုးမှုသည် monolithic ပေါင်းစပ်မှုထက် ပါဝါလိုအပ်ချက်များ တိုးမြင့်လာနိုင်သည်။
နိဂုံး-
monolithic နှင့် multi-chip ပေါင်းစပ်မှုကြားတွင် ရွေးချယ်ခြင်းသည် စွမ်းဆောင်ရည်ပန်းတိုင်များ၊ အရွယ်အစားကန့်သတ်ချက်များ၊ ကုန်ကျစရိတ်ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းနှင့် နည်းပညာ ရင့်ကျက်မှုတို့အပါအဝင် အပလီကေးရှင်းအလိုက် လိုအပ်ချက်များအပေါ် မူတည်ပါသည်။ ထုတ်လုပ်မှု ရှုပ်ထွေးသော်လည်း၊ monolithic ပေါင်းစပ်မှုသည် အလွန်သေးငယ်သော သေးငယ်ခြင်း၊ ပါဝါသုံးစွဲမှု နည်းပါးခြင်းနှင့် မြန်နှုန်းမြင့် ဒေတာထုတ်လွှင့်ခြင်း လိုအပ်သော အပလီကေးရှင်းများအတွက် အားသာချက်ဖြစ်သည်။ ယင်းအစား၊ Multi-chip ပေါင်းစည်းမှုသည် ပိုမိုကြီးမားသော ဒီဇိုင်းပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ကို ပေးစွမ်းပြီး ရှိပြီးသား ကုန်ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်များကို အသုံးချကာ အဆိုပါအချက်များသည် ပိုမိုတင်းကျပ်သောပေါင်းစပ်မှု၏ အကျိုးကျေးဇူးများထက် သာလွန်သော အပလီကေးရှင်းများအတွက် သင့်လျော်စေသည်။ သုတေသနပြုမှုများ တိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ ချဉ်းကပ်မှုတစ်ခုစီနှင့်ဆက်စပ်သော စိန်ခေါ်မှုများကို လျော့ပါးသက်သာစေချိန်တွင် စနစ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ရန် မဟာဗျူဟာနှစ်ခုလုံး၏ အစိတ်အပိုင်းများကို ပေါင်းစပ်ထားသည့် ပေါင်းစပ်ချဉ်းကပ်မှုများကို စူးစမ်းရှာဖွေလျက်ရှိသည်။