Teem Photonics contribue au projet MASSTART pour garantir le leadership européen dans le secteur de la photonique, alternative technologique majeure dans l’industrie du semi-conducteur

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Teem Photonics, leader mondial des micro-lasers impulsionnels et des circuits photoniques intégrés

Teem Photonics est née sur inovallée en 1998. En quelques décennies, la PME s’est imposée comme un leader mondial sur ses 2 principales activités, avec 90% de son CA à l’export :

  • les microlasers impulsionnels à déclenchement passif
  • les circuits photoniques intégrés, basés sur la technologie de l’échange d’ions

Les lasers de Teem Photonics génèrent des impulsions picosecondes avec des puissances de crête qui peuvent dépasser 200kW et des taux de répétition aussi élevés que 70kHz. Les longueurs d’onde de fonctionnement se situent dans le proche infrarouge ainsi que dans le vert et l’ultraviolet. La force de Teem Photonics dans ce domaine réside à la fois dans la fiabilité  (la technologie et les processus de commutateurs Q passifs de Teem Photonics offrent un niveau très faible de défaillances), la durée de vie (supérieures à 100 000 heures dans l’infrarouge et à 20 000 heures dans l’UV), et les coûts réduits d’exploitation grâce à une conception low energy ne nécessitant pas de ventilation.

Les applications comprennent la biophotonique, l’instrumentation, la télédétection, ainsi que le micro-usinage et le marquage.

Outre les lasers, Teem Photonics propose des solutions de circuits intégrés photoniques PIC (Photoni Intregrated Circuits) basées sur sa plateforme IoNext. Des PIC qui représentent une rupture technologique majeure pour répondre aux demandes exponentielles de puissance ET d’optimisation énergétique en permettant l’interfaçage photonique au silicium.

La photonique, alternative au tout électronique dans les puces ?

En effet, les nombreuses inter-connexions électriques nécessaires aux transferts de données au sein des puces électroniques sont une source majeure de dissipation de puissance. Pour pallier ces limitations, les interconnexions optiques, consistant à miniaturiser des liens optiques complets en vue de véhiculer des signaux rapides sur puce, sont considérées depuis une vingtaine d’années comme une solution alternative intéressante au tout-électronique.

Source : https://www.photoniques.com/articles/photon/pdf/2012/05/photon201261p56.pdf

La photonique intégrée sur silicium, qui consiste à utiliser les procédés de fabrication de l’industrie microélectronique pour réaliser des composants photoniques, est considérée comme une technologie d’avenir critique pour les applications de communications et de calcul à très haute vitesse.

Pour relever ce défi , l’idée d’appliquer les techniques de fabrication collective de l’industrie microélectronique à la fabrication de circuits photoniques a conduit à l’émergence de la photonique intégrée sur silicium, c’est-à-dire l’intégration des fonctions photoniques avec des circuits électroniques à l’échelle de la plaque de silicium.

La photonique intégrée sur silicium, étudiée depuis longtemps dans les laboratoires de recherche, a pris depuis peu son essor industriel. L’Europe et la France ont d’excellents atouts dans ce domaine, grâce aux collaborations étroites entre laboratoires académiques, instituts de recherche et entreprises. Parmi les projets majeurs, on peut citer l’Institut de Recherche Technologique (IRT) Nanoelec , dont les partenaires principaux sont le CEA-Leti, STMicroelectronics, Mentor Graphics et le CNRS, ainsi que le projet Européen PLAT4M, qui regroupe 16 partenaires dont le CEA-Leti, STMicroelectronics, Mentor Graphics II-V lab et l’université Paris-Sud.

https://www.photoniques.com/articles/photon/pdf/2014/04/photon201472p47.pdf

Teem Photonics et CMP signent un accord de partenariat sur les procédés de la photonique sur verre et permet à CMP de distribuer les technologies de Teem Photonics en tant que centre de service de fonderie

Signé il y a plus d’un an, ce nouvel accord permet à CMP (Circuits Multi-Projets® ) d’offrir aux universités, aux laboratoires de recherche et aux entreprises industrielles l’accès à la conception et à la fabrication de circuits photoniques sur des substrats en verre. En outre, l’offre s’accompagne d’une large gamme de solutions de couplage et de conditionnement qui peuvent être utilisées pour l’assemblage de puces photoniques en silicium et de fibres optiques.

Des dispositifs tels que les adaptateurs en verre (WAFT Waveguide Array for Fiber Transposer), peuvent être disponibles en tant que produit standard ou être conçus comme un dispositif personnalisé. Les clients qui ont besoin de concevoir et d’intégrer différents composants et fonctions sur un substrat en verre auront accès au PDK (Process Design-kit) qui comprend une bibliothèque de composants caractérisés et qualifiés. Le PDK permet également de concevoir des composants personnalisés avec ou sans les composants standard.

L’intégration des composants dans un seul design donne la possibilité d’élaborer des puces photoniques de haute performance pour les domaines du visible et de l’infrarouge.

L’accord permet à CMP de distribuer les technologies de TEEM Photonics en tant que centre de service de fonderie. Les clients peuvent s’adresser à CMP pour avoir accès aux PDK (Process Design-kits) pour la conception de leurs circuits, et envoyer leurs bandes à CMP pour la fabrication chez TEEM Photonics.

Les applications visées par l’offre couvrent les télécommunications et les communications de données, la détection et de nombreuses autres activités industrielles et scientifiques de R&D. « Le partenariat CMP -TEEM Photonics fournit aux utilisateurs des solutions uniques pour les circuits intégrés photoniques sur verre. Il s’agit d’une offre de fonderie différenciée qui complète les services photoniques offerts par CMP.

La photonique intégrée au verre est la technologie de choix pour obtenir à la fois de très faibles pertes de propagation et une conception intégrée compacte pour des circuits photoniques robustes et stables en température dans le spectre visible et le proche infrarouge », déclare Arnaud Rigny, responsable de la ligne d’activité ioNext chez TEEM Photonics.

Preuve que la photonique est un atout de poids dans la reconquête européenne de sa souveraineté dans le semi-conducteur, le projet MASSTART est l’un des 14 projets retenus par la commission européenne pour garantir le leadership européen dans le secteur de la photonique pour la prochaine décennie.

Teem Photonics acteur du projet MASSTART : des émetteurs-récepteurs optiques à haut débit et à faible coût sur silicium pour améliorer la connectivité numérique

Le projet MASSTART vise à établir un nouveau paradigme d’assemblage et de test pour la prochaine génération d’émetteurs-récepteurs 800G et 1,6 T, y compris la configuration embarquée, en utilisant des techniques d’emballage et de test robustes, peu coûteuses et à haut débit, augmentant ainsi la capacité de fabrication en masse de modules Datacom en Europe.

MASSTART utilise le silicium, le même matériau qui a donné son essor à l’industrie électronique mondiale, pour fabriquer des puces à faible coût qui génèrent et reçoivent des signaux optiques.

Le projet MASSTART vise des débits de données à haut débit à des coûts réduits par volume de données dans toute l’Europe. Sa nouvelle voie de transformation holistique permet d’atteindre les débits de données les plus élevés possibles grâce à des techniques améliorées, une consommation d’énergie réduite et des coûts de fabrication plus faibles par composant. Les coûts de fabrication visés sont inférieurs à 1 EUR par Gb/s.

MASSTART développe des équipements d’assemblage et de test automatisés, améliorant ainsi la pratique actuelle de l’assemblage manuel qui domine le coût des modules.

MASSTART dépassera le seuil de la métrique des coûts en utilisant des techniques améliorées et évolutives :

  • des approches de couplage laser/PIC et fibre/PIC basées sur l’interface en verre, tirant parti de la technologie des guides d’ondes en verre pour obtenir des convertisseurs de taille et de pas de spot afin d’augmenter considérablement la densité des E/S optiques, tout en facilitant les processus d’assemblage automatisés,
  • un emballage 3D (TSV) permettant la connexion par l’arrière du PIC haute vitesse à un support en Si,
  • une nouvelle génération de flip chip bonders avec un placement amélioré dans une ligne d’assemblage complète compatible avec l’industrie 4.0 qui garantira une amélioration de x6 du débit
  • et l’évaluation au niveau du wafer des circuits assemblés avec de nouveaux outils qui réduiront le temps de caractérisation d’un facteur 10, jusqu’à 1 minute par dispositif

Ce flux de processus sera évalué par la fabrication et la caractérisation de quatre démonstrateurs différents, répondant aux exigences à moyen terme des émetteurs-récepteurs de prochaine génération requis par les opérateurs de centres de données et couvrant à la fois les applications inter- et intra-centres de données.

Le consortium rassemble 9 grands acteurs du domaine : le CEA, Teem Photonics, ADVA Optical Networking SE, Mellanox Technologies ltd – MLNX, ficonTEC Service GmbH, Bright Photonics BV, Almae Technologies, Aristotelio Panepistimio Theassalonikis, DustPhotonics Ltd et Tektronix GmbH.

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