PRISM：基于光子学原理的逆向光刻技术，用于制造可实现的逆向设计光子集成电路

《ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems》：PRISM: Photonics-Informed Inverse Lithography for Manufacturable Inverse-Designed Photonic Integrated Circuits

　　

摘要AI总结

要查看此由AI生成的总结，您需要拥有高级访问权限。

了解更多登录

摘要

摘要

光子集成电路正逐渐成为实现高带宽、低能耗光学互连以及满足大规模人工智能系统需求的相关计算和传感任务的关键硬件平台。最近在光子逆向设计方面的进展表明，可以自动合成出性能优异且体积紧凑的光子组件，其性能甚至优于传统手工设计的结构，为开发具备高度可扩展性和丰富功能的光子硬件提供了希望。然而，逆向设计的光子集成电路在实际应用中面临着可制造性的瓶颈：它们不规则的亚波长几何结构对制造过程中的微小变化极为敏感，从而导致性能大幅下降、成品率降低，而且仿真得到的最优结果与实际制造出来的产品之间存在较大差距。与电子学不同，电子学领域有成熟的面向制造的设计流程，能够修正掩模设计并让设计师无需关注复杂的制造细节，而光子学领域则缺乏系统化、灵活的掩模优化方法。光子组件在制造过程中的偏差会导致光学响应出现较大波动，在级联电路中还会引发累积误差，此外，校准制造模型成本高昂且需要专业技能，往往需要多次制造尝试，这对大多数设计师来说难以实现。为弥补这一不足，我们提出了PRISM——一种基于光子学原理的逆向光刻工作流程，它能使光子掩模优化更加高效、可靠，并充分考虑光学特性。PRISM首先会生成简洁且信息量充足的校准图案，从而减少所需的制造数据；其次，它会构建一个基于物理原理的可微分制造数字孪生模型，以便通过梯度优化方法进行改进；最后，它会进行考虑光学特性的逆向掩模优化，不仅注重几何结构的匹配，还会优先保障对性能至关重要的因素。在通过电子束光刻和深紫外光刻工艺制造的多个逆向设计组件中，PRISM显著提升了组件的制造后性能和成品率，同时减少了校准所需面积和时间，从而使得大规模生产高性能、高成品率的逆向设计光子硬件成为可能，也让更多人能够实现这一目标。

AI总结

AI生成的总结（实验性内容）

此总结是使用自动化工具生成的，并非由文章作者撰写或审核。提供该总结是为了帮助读者查找相关内容、判断文章的适用性，以及让相关研究领域的读者更好地理解本文内容。它旨在补充作者提供的摘要，后者仍是文章的核心总结内容。全文才是该文章的权威版本。点击此处了解更多。

请点击此处，对这份总结的准确性、清晰度及实用性发表意见。您的反馈将有助于进一步优化未来的总结版本。

要查看此由AI生成的通俗语言版总结，您需要拥有高级访问权限。