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Diseño de circuitos fotónicos con herramientas EDA

En un documento técnico la compañía Mentor Graphics expone nuevas herramientas para el diseño de componentes fotónicos.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

Los avances en la tecnología de circuitos integrados y de fabricación han hecho posible aprovechar procesos y materiales de manufactura CMOS tradicionales y aplicarlos en el diseño de Circuitos Integrados Fotónicos (PIC, por sus siglas en inglés).

 

En un documento técnico titulado: “Layout Driven Design with L-Edit Photonics”, la compañía proveedora de herramientas para el diseño electrónico (EDA) Mentor Graphics, detalla el potencial de combinar circuitos PIC con circuitos electrónicos tradicionales, lo cual también es conocido como fotónica integrada capaz de mover, modular y detectar la luz en un solo Circuito Integrado.

Actualmente atravesamos por un período en el que la industria tecnológica está ávida por descubrir tecnologías electrónicas alternas a las del Silicio, incluyendo nanotubos de Carbono y grafeno, y la fotónica también ha sido una buena opción en la que diversas organizaciones tanto públicas como privadas trabajan activamente desde hace algunas décadas.

En vista de que la fotónica también es un segmento al que cada vez están recurriendo más empresas y centros de investigación, Mentor Graphics decidió apoyar a estos grupos interesados en la fotónica y por tal razón ha lanzado una plataforma de diseño de capas para circuitos fotónicos.

Ejemplo de figuras curvilíneas al interior de la estructura de un circuito fotónico: (a) Anillo electro modulador y (b) ondas espirales. Ambos son parámetros configurados en Python.

 

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“Aunque el flujo de diseño de circuitos CMOS está muy relacionado con las herramientas EDA, ahora estamos viendo surgir la misma eficiencia, fiabilidad y escalabilidad en los diseños fotónicos. Incluso para proyectos relativamente simples, la fotónica presenta desafíos físicos y analíticos que requieren métodos únicos y dedicados(…)”, menciona el documento de Mentor.

Pero utilizar la luz para trasladar la información al interior del hardware de procesamiento no es nada nuevo. Uno de los ejemplos claros de cómo sucede este fenómeno es la comunicación a través de fibra óptica, la cual lleva algunas décadas desde que fue lanzada formalmente al mercado donde posee gran estabilidad.

Zonas curvas en los bloques de fotónica de un IC.

 

Pero a nivel de arquitecturas de procesamiento, alcanzar una estabilidad en el traslado de información mediante rutas fotónicas no es nada sencillo, según establece el mismo documento de Mentor, por lo que trabajar en el diseño de estos dispositivos requiere de herramientas muy especializas que son diferentes a las implementadas para crear los circuitos electrónicos tradicionales.

La mayoría de las estructuras fotónicas requieren curvaturas y dobleces suaves que no se utilizan en los diseños de circuitos integrados electrónicos. Además, los diseños para la fabricación de máscaras se basan en polígonos y se definen en una cuadrícula con una resolución determinada.

Del mismo modo, se debe tener especial cuidado cuando se discretizan las formas curvilíneas para mantener una pared lateral bien definida y lisa para conseguir un buen enrutamiento curvo en lugar del rectilíneo/Manhattan de los ICs convencionales.

Una de las más recientes adiciones de Mentor Graphics a su portafolio de productos es la herramienta Tanner L-Edit, la cual permite diseñar estructuras fotónicas con la capacidad de heredar atributos mediante elementos de edición avanzada para curvas. Es compatible con OpenAccess y de acuerdo a la ficha técnica de su fabricante, L-Edit Photonics cuenta con otros recursos para resolver los retos modernos del diseño de layouts o capas fotónicas.

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