Article paru Une collaboration Intexys - CEA : Des transmetteurs optiques 10 Gbit/s compacts, compétitifs et fiables !
Volume réduit, prix compétitif, intégrité du signal : les transmetteurs optiques d'Intexys, une start-up toulousaine, répondent point par point au cahier des charges des datacoms haut débit. Le fruit d'une collaboration avec le CEA, dans le cadre d'un laboratoire commun créé l'automne dernier ; il s'est notamment appuyé sur les techniques d'assemblage par flip-chip (fusion de micro-billes d'indium).
Transmettre des données par fibre optique à raison de 10 milliards d'informations par seconde : un défi qui commence à devenir réalité pour les réseaux courte distance, même si les exigences imposées aux fournisseurs de modules sont sévères. "Les débits sont décuplés par rapport au 1 Gbit/s, explique Jean-Charles Garcia, président d'Intexys. Mais dans l'idéal, les prix des transmetteurs devraient seulement tripler, et l'encombrement diminuer de moitié ! Sans parler de l'intégrité du signal, à préserver malgré l'accélération des débits."
Les transmetteurs optiques Intexys, dont les échantillonnages en production sont prévus pour juin, sont les premiers à répondre à ce cahier des charges. La clé de ce succès ? L'intégration de la totalité des composants (voir figure) autour d'un substrat en silicium de 5 x 5 mm, dans lequel transitent les liaisons électriques et le réseau hyperfréquence. "La conception de ce réseau devait tenir compte des hauts débits et de la proximité de composants actifs et passifs susceptibles de perturber le signal, précise Philippe Grosse, responsable du projet au CEA/Léti. De plus, le matériau du substrat était conducteur ! C'est ce qui nous a dirigés vers un silicium haute résistivité."
Le choix d'une diode laser à émission verticale (VCSEL), autre clé de l'intégration, n'allait pas de soi. Certes, le marché propose nombre de VCSEL 0,85 µm, première longueur d'onde visée par Intexys. Mais leur forme et la disposition de leurs contacts ne s'adaptent pas à une hybridation par flip-chip. A moins de les modifier : c'est ce que le laboratoire a décidé de faire, avec l'appui d'un fournisseur qui réalise une partie de cette opération.
Mais au fait, pourquoi s'imposer l'utilisation du flip-chip ? Tout d'abord, parce qu'il assure, bien mieux qu'une connectique classique, la fameuse intégrité des signaux. Ensuite, parce que la précision intrinsèque du procédé (mieux que le micron) garantit le couplage passif de la VCSEL avec la fibre optique, de part et d'autre du trou gravé dans le substrat. Enfin, parce qu'il permet d'intégrer astucieusement une photodiode de contrôle, pour la régulation de la puissance émise. "Si j'ai sollicité le Léti, c'est qu'il est à l'état de l'art mondial en matière de flip-chip et que c'était un passage obligé pour ce transmetteur" reconnaît Jean-Charles Garcia. Le flip-chip permet aussi une fabrication collective du transmetteur : la clé de la compétitivité.
Les premiers produits Intexys visent les liens optiques courte distance (jusqu'à 90 mètres). L'étape suivante portera sur des transmetteurs optiques 1,31 µm, pour des liens de 300 m à 10 km. Avec un défi de taille : l'alignement laser/fibre devra cette fois être submicronique, d'où la nécessité d'améliorer encore la précision du flip-chip. "Nous avons déjà quelques idées" annonce Philippe Grosse avec un sourire...
