OFC 2025：台积电的硅光报告

台积电（TSMC）的报告主要围绕其在硅光子时代的技术进展、设计机会以及相关成果，具体内容如下：

1. 公司简介

台积电由张忠谋博士创立近40年，是一家纯晶圆代工公司，不销售芯片或IP。目前公司市值曾突破1万亿美元，全球员工超82000人，在各大洲设有设计中心且持续扩张。

2. 新技术介绍

◆ 硅光子晶圆制造能力

硅光子作为新兴技术，市场份额和增长迅速，台积电决定在成熟节点(65nm)上进行硅光子制造。其硅光子系统的关键组件包括耦合器、调制器、复用器、解复用器和光电探测器等。公司可制造如微环调制器、MZ调制器等多种器件，并将发布包含各类器件的完整PDK，可与电气系统协同仿真。

(硅光器件的性能还是去年IEDM上报道的，可参考

IEDM 2024：台积电的硅光(高性能工艺平台、CPO、光计算) 进展(一)

IEDM 2024：台积电的硅光(高性能工艺平台、CPO、光计算) 进展(二)

IEDM 2024：台积电的硅光(高性能工艺平台、CPO、光计算) 进展(三)

◆ 系统级集成芯片互连技术（SOIC X）

过去互连技术从键合线发展到倒装芯片C4凸点、微凸点，而SOIC X技术可实现两个芯片的翻转互连，高度小于10微米，间距约15微米，数据吞吐量更高，已通过所有认证步骤，可大规模生产。

◆ 紧凑型通用光子引擎（COUPE）

COUPE将光子芯片和电子芯片堆叠在一起，底部光子芯片采用成熟节点（如N65），顶部电子芯片可采用先进节点（如N7及以下）以利用其处理能力。该技术占用空间小、功率高效、性能良好。

3. 设计机会

◆ 短互连优势

互连距离短，无需终端匹配，互连损耗小，如在PD和TIA之间的互连，100GHz时损耗为0.3dB，120GHz时为0.7dB。

◆ 电感相关设计

两个芯片堆叠时，可利用两颗芯片顶层的4个布线层实现创新设计。例如，可将两个电感堆叠以加倍电感密度；利用互连结构和过孔构成垂直电感，甚至可制作双匝垂直电感，占用面积小，如分布式放大器系统采用垂直电感可减小水平面积，但3D结构的表征更困难。

4. 正在进行的工作（有源器件）

◆ 跨阻放大器改进

研究改进传统跨阻放大器，采用类似Cherry Hooper的输入结构，有望获得更好的噪声密度和更快速度，仿真可达70GHz和224Gbps PAM4。

◆ 驱动器设计

基于英特尔论文设计驱动器拓扑，可产生高达1.8V的摆幅，两个驱动器构成差分驱动可产生3.6V摆幅，且晶体管在整个周期都处于安全工作区域，该设计将进行流片并可能发表论文。

◆ 微环调制器优化

针对微环调制器对工艺变化和温度敏感的问题，通过在其顶部放置加热元件并利用控制环路监测和保持其共振。

5. 结论

台积电发布了硅光子晶圆制造能力，拥有新的互连技术，两者结合产生了COUPE技术，具有功率和密度等多方面优势。新的3D互连结构带来了各种设计机会，提高了功率效率和数据吞吐量。