(1) التكامل الكهروضوئي المتجانس
في السنوات الأخيرة، تطورت الأجهزة الفوتونية القائمة على السيليكون بسرعة، مثل المفاتيح البصرية، والمعدلات، ومرشحات الحلقات الدقيقة، وما إلى ذلك. كانت تقنية تصميم وتصنيع الأجهزة الوحدوية القائمة على تقنية السيليكون ناضجة نسبيًا. من خلال التصميم العقلاني والتكامل العضوي لهذه الأجهزة الفوتونية مع عمليات CMOS التقليدية، يمكن تصنيع الأجهزة الفوتونية السيليكونية على منصة عملية CMOS التقليدية في نفس الوقت، وبالتالي تشكيل نظام بصري إلكتروني متكامل متجانس مع وظائف معينة. ومع ذلك، لا تزال تقنية التكامل البصري الإلكتروني الحالية بحاجة إلى معالجة تقنية الحفر دون الميكرون، وتوافق العملية بين الأجهزة الفوتونية والأجهزة الإلكترونية، والعزل الحراري والكهربائي، وتكامل مصادر الضوء، وفقدان النقل البصري وكفاءة الاقتران، والمنطق البصري سلسلة من القضايا مثل الأجهزة. أول شريحة متكاملة بصرية إلكترونية متجانسة في العالم تعتمد على عملية تصنيع CMOS القياسية، مما يمثل التطور المستقبلي للرقاقة المتكاملة البصرية الإلكترونية إلى حجم أصغر واستهلاك طاقة أقل وتكلفة أقل.
(2) التكامل البصري الإلكتروني الهجين
يعد التكامل البصري الإلكتروني الهجين هو الحل الأكثر دراسة للتكامل البصري الإلكتروني في الداخل والخارج. بالنسبة لتكامل النظام، وخاصة بالنسبة لليزر الأساسي، فإن InP ومواد III-V الأخرى هي خيار تكنولوجي أفضل، ولكن العيب هو التكلفة العالية، لذلك يجب دمجها مع عدد كبير من تقنيات السيليكون لتقليل التكاليف مع ضمان الأداء. من حيث نهج التنفيذ الفني المحدد، خذ شركة في الولايات المتحدة كمثال، والتي تجمع بين الرقائق النشطة مثل الليزر وأجهزة الكشف ومعالجة CMOS في شكل شرائح وظيفية مختلفة للسيليكون المشترك من خلال الترابط البصري والترابط الكهربائي على لوحة محول بصري سلبي. تتمثل ميزة هذا في أنه يمكن تصنيع كل مجموعة شرائح بشكل مستقل، والعملية بسيطة نسبيًا، والتنفيذ سهل، ولكن مستوى التكامل منخفض نسبيًا. طرحت الجامعات ومؤسسات البحث العاملة في مجال بحوث التكامل البصري الإلكتروني حلولاً لتكنولوجيا التكامل البصري الإلكتروني تعتمد على عمليات التكامل ثلاثية الأبعاد مثل ربط TSV، أي أن طبقة التكامل الفوتوني القائمة على SOI وطبقة دائرة CMOS تحقق التكامل على مستوى النظام من خلال تقنية TSV. سواء كان الاثنان متوافقين مع بعضهما البعض من حيث التصميم والبنية وعمليات التصنيع، وضمان انخفاض خسارة الإدراج للترابط الكهربائي والترابط البصري والاقتران البصري. هذا هو المفتاح لتحقيق التكامل البصري الإلكتروني الهجين والتطوير الرئيسي للتكامل البصري الإلكتروني في الاتجاه المستقبلي.
