(1) Μονολιθική φωτοηλεκτρική ολοκλήρωση
Τα τελευταία χρόνια, οι φωτονικές συσκευές με βάση το πυρίτιο έχουν αναπτυχθεί ραγδαία, όπως οπτικοί διακόπτες, διαμορφωτές, φίλτρα μικρο-δακτυλίου κ.λπ. Η τεχνολογία σχεδιασμού και κατασκευής συσκευών μονάδας με βάση την τεχνολογία πυριτίου ήταν σχετικά ώριμη. Με ορθολογικό σχεδιασμό και ενσωμάτωση αυτών των φωτονικών συσκευών με παραδοσιακές διαδικασίες CMOS, οι φωτονικές συσκευές πυριτίου μπορούν να κατασκευαστούν ταυτόχρονα στην παραδοσιακή πλατφόρμα επεξεργασίας CMOS, σχηματίζοντας έτσι ένα μονολιθικό ολοκληρωμένο οπτοηλεκτρονικό σύστημα με ορισμένες λειτουργίες. Ωστόσο, η τρέχουσα τεχνολογία οπτικοηλεκτρονικής ολοκλήρωσης πρέπει ακόμη να αντιμετωπίσει την τεχνολογία χάραξης sub-micron, τη συμβατότητα διεργασίας μεταξύ φωτονικών συσκευών και ηλεκτρονικών συσκευών, τη θερμική και ηλεκτρική απομόνωση, την ενσωμάτωση πηγών φωτός, την απώλεια οπτικής μετάδοσης και την απόδοση ζεύξης και οπτική λογική μια σειρά προβλημάτων όπως συσκευές. Το πρώτο μονολιθικό ολοκληρωμένο τσιπ παγκόσμιας&# 39 βασισμένο σε τυπική διαδικασία κατασκευής CMOS, σηματοδοτώντας τη μελλοντική ανάπτυξη ολοκληρωμένου οπτοηλεκτρονικού τσιπ σε μικρότερο μέγεθος, χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και κόστος.
(2) Υβριδική οπτικοηλεκτρονική ολοκλήρωση
Η υβριδική οπτοηλεκτρονική ολοκλήρωση είναι η πιο μελετημένη λύση οπτικοηλεκτρονικής ολοκλήρωσης στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Για ενσωμάτωση συστήματος, ειδικά για λέιζερ πυρήνα, το InP και άλλα υλικά III-V είναι μια καλύτερη επιλογή τεχνολογίας, αλλά το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος, οπότε πρέπει να συνδυαστεί με μεγάλο αριθμό τεχνολογιών πυριτίου για τη μείωση του κόστους διασφαλίζοντας παράλληλα την απόδοση. Όσον αφορά την ειδική προσέγγιση τεχνικής υλοποίησης, πάρτε μια εταιρεία στις Ηνωμένες Πολιτείες ως παράδειγμα, η οποία συνδυάζει ενεργά τσιπ όπως λέιζερ, ανιχνευτές και επεξεργασία CMOS με τη μορφή διαφορετικών λειτουργικών chipset με κοινό πυρίτιο μέσω οπτικής διασύνδεσης και ηλεκτρικής διασύνδεσης παθητική πλακέτα οπτικού προσαρμογέα. Το πλεονέκτημα αυτού είναι ότι κάθε chipset μπορεί να κατασκευαστεί ανεξάρτητα, η διαδικασία είναι σχετικά απλή και η εφαρμογή είναι εύκολη, αλλά το επίπεδο ολοκλήρωσης είναι σχετικά χαμηλό. Τα πανεπιστήμια και τα ερευνητικά ιδρύματα που ασχολούνται με την έρευνα οπτικοηλεκτρονικής ολοκλήρωσης έχουν προτείνει λύσεις τεχνολογίας οπτικοηλεκτρονικής ολοκλήρωσης βασισμένες σε τρισδιάστατες διαδικασίες ολοκλήρωσης όπως η διασύνδεση TSV, δηλαδή, το στρώμα φωτονικής ολοκλήρωσης με βάση το SOI και το στρώμα κυκλώματος CMOS πραγματοποιούν ολοκλήρωση σε επίπεδο συστήματος μέσω της τεχνολογίας TSV. Εάν τα δύο είναι συμβατά μεταξύ τους όσον αφορά το σχεδιασμό και τη δομή, οι διαδικασίες κατασκευής, εξασφαλίζουν χαμηλή απώλεια εισαγωγής ηλεκτρικής διασύνδεσης, οπτικής διασύνδεσης και οπτικής ζεύξης. Αυτό είναι το κλειδί για την επίτευξη υβριδικής οπτικοηλεκτρονικής ολοκλήρωσης και της κύριας ανάπτυξης της οπτικοηλεκτρονικής ολοκλήρωσης στη μελλοντική κατεύθυνση.
