メディア

光変調器を駆動する高速CMOS回路の試作事例福田昭のデバイス通信(164) imecが語る最新のシリコンフォトニクス技術(24)(2/2 ページ)

» 2018年09月26日 10時30分 公開
[福田昭EE Times Japan]
前のページへ 1|2       

28nmのCMOS製造技術でドライバ回路を試作

 実際に28nm世代のCMOS製造技術によってドライバ回路を試作し、シリコンフォトニクスのリング変調器を駆動させてみた。ドライバ回路のシリコンダイとリング変調器のシリコンダイは、2本のボンディングワイヤで接続している。

 リング変調器のシリコンダイを載せたモジュールは光送信器となっている。レーザーの出力を光ファイバー経由で受信し、リング変調器によって変調をかけ、光ファイバー増幅器へと送信する。光ファイバー増幅器の出力を電気信号に変換してサンプリングオシロスコープで観測する。

 CMOSドライバ回路には、パルスパターン発生器とマルチプレクサによって最大で56Gbpsの駆動信号を外部から入力する。

試作したCMOSドライバ回路の性能をテストするためのセットアップ。写真の上側がリング変調器アレイ、下側がCMOSドライバ回路。出典:imec(クリックで拡大)

電源電圧1.1Vで50Gpbsの動作を確認

 上記のようなセットアップで電源電圧を変化させ、NRZ符号のドライブ速度とビット当たりのエネルギー消費を比較してみた。電源電圧は0.9Vを標準電圧と想定し、標準電圧から高い電圧へと電源電圧を変更した。具体的には電源電圧が1.0Vの場合と、1.1Vの場合を試した。

 その結果、電源電圧が0.9V(標準電圧)のときは、NRZ符号を36Gbpsでドライブできた。電源電圧を1.1Vに高めたときは、50Gbpsでドライブできるようになった。ただしビット当たりの消費エネルギーは増加した。

 実験結果から、CMOSドライバ回路の製造技術を16nm/14nmのFinFET技術に微細化すれば、標準電圧でも56Gbpsでドライブできる見通しが得られたという。

28nm技術によって試作したCMOSドライバ回路でリング変調器を駆動したときの信号波形。左はCMOSドライバ回路の電源電圧が0.9Vのとき、中央は電源電圧が1.0Vのとき、右は電源電圧が1.1Vのとき。出典:imec(クリックで拡大)

次回に続く

⇒「福田昭のデバイス通信」連載バックナンバー一覧

前のページへ 1|2       

Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.

RSSフィード

公式SNS

All material on this site Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
This site contains articles under license from AspenCore LLC.