(1) Monolitik fotoelektrik entegrasyon
Son yıllarda, optik anahtarlar, modülatörler, mikro halka filtreler vb. gibi silikon tabanlı fotonik cihazlar hızla gelişti. Silikon teknolojisine dayalı birim cihazların tasarım ve üretim teknolojisi nispeten olgunlaştı. Bu fotonik cihazları geleneksel CMOS süreçleriyle rasyonel bir şekilde tasarlayıp organik olarak entegre ederek, silikon fotonik cihazlar aynı anda geleneksel CMOS süreç platformunda üretilebilir ve böylece belirli işlevlere sahip monolitik entegre optoelektronik bir sistem oluşturulabilir. Ancak, mevcut optoelektronik entegrasyon teknolojisinin hala alt mikron aşındırma teknolojisini, fotonik cihazlar ve elektronik cihazlar arasındaki süreç uyumluluğunu, termal ve elektriksel izolasyonu, ışık kaynaklarının entegrasyonunu, optik iletim kaybını ve kuplaj verimliliğini ve optik mantığı gibi bir dizi konuyu ele alması gerekiyor. Standart CMOS üretim sürecine dayanan dünyanın ilk monolitik optoelektronik entegre çipi, optoelektronik entegre çipin daha küçük boyuta, daha düşük güç tüketimine ve maliyete gelecekteki gelişimini işaret ediyor.
(2) Hibrit optoelektronik entegrasyon
Hibrit optoelektronik entegrasyon, yurtiçinde ve yurtdışında en çok çalışılan optoelektronik entegrasyon çözümüdür. Sistem entegrasyonu için, özellikle çekirdek lazerler için, InP ve diğer III-V malzemeleri daha iyi bir teknoloji seçimidir, ancak dezavantajı yüksek maliyettir, bu nedenle performansı garanti altına alırken maliyetleri düşürmek için çok sayıda silikon teknolojisiyle birleştirilmelidir. Belirli teknik gerçekleştirme yaklaşımı açısından, lazerler, dedektörler ve CMOS işleme gibi aktif yongaları, pasif optik adaptör kartı üzerindeki optik ara bağlantı ve elektriksel ara bağlantı yoluyla farklı işlevsel yonga setleri biçiminde ortak silikonla birleştiren Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bir şirketi örnek olarak ele alalım. Bunun avantajı, her yonga setinin bağımsız olarak üretilebilmesi, sürecin nispeten basit olması ve uygulamanın kolay olması, ancak entegrasyon seviyesinin nispeten düşük olmasıdır. Optoelektronik entegrasyon araştırmalarıyla uğraşan üniversiteler ve araştırma kurumları, TSV ara bağlantısı gibi üç boyutlu entegrasyon süreçlerine dayalı optoelektronik entegrasyon teknolojisi çözümleri ortaya koymuşlardır, yani SOI tabanlı fotonik entegrasyon katmanı ve CMOS devre katmanı, TSV teknolojisi aracılığıyla sistem düzeyinde entegrasyonu gerçekleştirir. İkisinin tasarım ve yapı, üretim süreçleri, düşük elektriksel bağlantı, optik bağlantı ve optik kuplaj ekleme kaybı açısından birbirleriyle uyumlu olup olmadığı. Bu, hibrit optoelektronik entegrasyonun elde edilmesinin anahtarıdır ve optoelektronik entegrasyonun gelecekteki yönündeki ana gelişimidir.
