03 Juli Neues Photoniklabor stärkt europäische Technologiesouveränität
Das Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS hat ein Photoniklabor in Betrieb genommen, mit dem es photonische Chiplets nun vollständig am eigenen Standort entwickeln, fertigen und charakterisieren kann. Chiplets werden nach Angaben des Instituts im eigenen Reinraum auf 200-mm-Wafern unter industrienahen Bedingungen gefertigt. Die photonisch integrierten Schaltkreise (PICs) werden dabei auf CMOS-Ausleseschaltungen realisiert.
EU-Besuch zum Start
Dr. Eric Fribourg-Blanc, Senior Programme Officer im Chips Joint Undertaking der Europäischen Union, besuchte das neue Labor. Neben einer Führung wurde Fribourg-Blanc über Kooperationsaktivitäten, konkrete Pilotlinienbeiträge und geplante Beschaffungsmaßnahmen unterrichtet.
Mit dem neuen Photoniklabor erweitert das Fraunhofer IMS die europäische Pilotlinie Apecs (Advanced Packaging and Heterogeneous Integration for Electronic Components and Systems) um eine vollständige Infrastruktur zur Charakterisierung photonischer Komponenten. Nach Angaben des Fraunhofer IMS befinden sich auf fast 50 Quadratmetern zwei optische Messplätze, die Charakterisierungen sowohl auf Chip- als auch auf Waferebene ermöglichen.
Messtechnik für photonische Schaltkreise
Der erste Messaufbau ist nach Angaben des Fraunhofer IMS für die halbautomatische Charakterisierung photonischer Schaltkreise mit Gitterkopplern ausgelegt. Ein Nanopositioniersystem mit sechs Freiheitsgraden und integriertem Drehtisch positioniert optische Fasern und Faserarrays an den Lichteinkopplungspunkten des Chips, sodass eine genaue optische Kopplung mit photonisch integrierten Schaltkreisen auf Wafern bis zu zwölf Zoll Durchmesser möglich wird. Ein zweiter Aufbau, ebenfalls mit einem Nanopositioniersystem mit sechs Freiheitsgraden ausgestattet, erlaubt die Charakterisierung von Chips mit Seitenkopplern.
Als Laserquellen stehen laut Institut ein Superkontinuumlaser mit einem durchstimmbaren Wellenlängenbereich von 350 bis 2400 nm sowie ein schmalbandiger Präzisionslaser für den Telekommunikationsbereich um 1550 nm zur Verfügung. Der Superkontinuumlaser ermöglicht zusammen mit abstimmbaren Filtern die Charakterisierung photonischer Wafer und Chips vom UV- bis in den nahinfraroten Bereich. Ein Spektrometer ergänzt die Messinfrastruktur bei der Auswertung optischer Signale.
Technologische Unabhängigkeit Europas
Das Fraunhofer IMS ist als eines von 15 Instituten Teil der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) und an der europäischen Pilotlinie Apecs beteiligt. Apecs ist Teil der Maßnahmen des EU Chips Acts zur Förderung der Entwicklung von Chiplet-Technologien sowie zum Ausbau der Forschungs- und Fertigungskapazitäten für Halbleiter in Europa. Darüber hinaus soll sie den Aufbau europäischer Wertschöpfungsketten für Advanced Packaging und heterogene Integration fördern.
Unternehmen jeder Größe, vom globalen Konzern bis zum Technologie-Startup, sollen einen niedrigschwelligen Zugang zu photonischer Chiplet-Technologie erhalten.
Ein Praxisbeispiel, so das Fraunhofer IMS, ist ein gemeinsam entwickelter Multi-Material-Sensor-Demonstrator, bei dem photonische Chiplets des Fraunhofer IMS zusammen mit Technologien weiterer Apecs-Partner auf einem gemeinsamen Interposer zu einem funktionsfähigen heterogenen System integriert werden.
Quelle: www.ims.fraunhofer.de
Bild: Fraunhofer IMS / Patrick Schroer
Bildunterschrift: Besuch der Delegierten von Chips Joint Undertaking und Apecs