Forschungsschwerpunkte

MASSTART steht für ein umfassendes Umdenken in der Herstellung und Charakterisierung photonischer High-Speed-Transceiver. Indem MASSTART die Kostenschwelle von 1€ pro Gb/s durchbricht, sichert das Projekt Europas führende Stellung in der Photonik im kommenden Jahrzehnt.

MASSTART nutzt innovative und skalierbare Ansätze, um die derzeitige Kosten-Nutzen-Barriere zu durchbrechen:

• Glasfaser-/IO- und Laser-/IO-Kopplung mittels Glas-Lichtwellenleitern für eine substanziell höhere I/O-Dichte durch genaue Anpassung der Leuchtfleckgröße und -neigung (bei effizienter Automation der Herstellungsabläufe)
• 3D-Durchkontaktierung für die rückseitige Verbindung des High-Speed-IO auf Siliziumsubstraten
  
• Effizientere Bestückung über Flip-Chip-Verbinder der neuen Generation auf einer Industrie-4.0-kompatiblen Fertigungsstraße für einen bis zu sechsmal höheren Durchsatz
  
• Nutzung innovativer Tools für die Prüfung der fertigen Schaltkreise auf Wafer-Ebene für eine bis zu zehnmal schnellere Charakterisierung (eine Minute pro Stück).

Die Praxistauglichkeit des neuen Verfahrens wird in der Herstellung und Charakterisierung von insgesamt vier Demonstratoraufbauten erwiesen. Diese Demonstratoren lehnen sich an die mittelfristigen Anforderungen in der Datenkommunikation in und zwischen Rechenzentren an:

• Ein 4-Kanal-PSM4-Modul im QSFP-DD-Format für Übertragungsraten von 400G
• Ein 8-Kanal-WDM-Modul im QSFP-DD-Format für Übertragungsraten von 800G
• Ein integriertes 16-Kanal-WDM-Modul für Leitungsgeschwindigkeiten von 1,6TB/s
• Ein regelbarer kohärenter Transceiver für Übertragungsraten von 600Gb/s im DP-64QAM-Modulationsverfahren bei 64Gbaud/s-Leitungsgeschwindigkeiten.

MASSTART kooperiert eng mit internationalen Partnern und Verbänden zusammen, um die schnelle Markteinführung der neuen Technologie durch ihre Standardisierung und Konformität mit anderen Packaging-Konzepten sicherzustellen.
 

Das MASSTART-Projekt initiert einen neuen Ansatz für die Konstruktion und Prüfung von 800G- und 1,6T-Transceivern der nächsten Generation, einschließlich neuer Bestückungskonzepte und robuster, kosteneffizienter und durchsatzstarker Packaging- und Prüfmethoden. Der Anspruch von MASSTART ist es, die Kapazitäten für die Herstellung von Datenkommunikationstechnik in Europa zu vervielfachen.

Ziel 1: Standardisierung von Schnittstellen basierend auf Glas-Lichtwellenleitern für hochdichte IO-/Glasfaserverbindungen und Laser-/IO-Kopplungen (Übertragungsverluste unterhalb 0,5dB bei einem 15µm-Pitchraster).

Ziel 2: Entwicklung eines Mikro-Submounts und dazugehörigen Fertigungsprozesses für die hybride Integration von Laserkomponenten bei einer Ausrichtungstoleranz von weniger als <1µm und Winkelfehlern unter 0.5°.

Ziel 3: Arbeitsmittel- und Prozessoptimierung für (bis zu 6-fach) höhere Durchsatzraten in der Komponentenherstellung, einschließlich der integrierten Optik.

Ziel 4: Entwicklung eines ganzheitlichen Prozessflusses für die IO-Herstellung mit integrierter Durchkontaktierung (Übertragungsverluste unterhalb 2dB bei 60GHz und 40µm-Pitchraster).

Ziel 5: Einführung von Wafer-Level-Prüfmethoden für zehnmal schnellere Charakterisierung und Ertragsanalysen (Yield-Optimierung auf 90%).

Ziel 6: Optimierung des Flip-Chip-Bondens für höhere Leistung und sechsmal schnellere Bestückung.

Ziel 7: Einführung eines standardisierten Konstruktions- und Prüfprozessflusses für Transceiver der Terabit/s-Klasse.

Ziel 8: Bewertung des gesamten Konstruktions- und Prüfablaufs mittels zweier Terabit-Transceiver (C-Band 600Gb/s kohärent für Kommunikation zwischen Rechenzentren, und O-Band 1.6 Tb/s on-board für den internen Einsatz).

Ziel 9: Koordination der Standardisierungsabläufe für Terabit-Transceiver der nächsten Generation, einschließlich Packaging.