硅基光电子集成芯片（Si OEIC）主要应用于光通信或微电子电路的光互连。
硅基光子学通过将光学器件和电子回路（IC）集成到一块普通芯片上降低了光学系统成本，或者从长远来讲，在高性能芯片中引入光学部件增强IC的性能。
我们正处在一个将电子领域和光子领域二者合为一体的黄金时期。
作为电子材料，硅基微电子学已经显示出巨大的威力；现在，作为光子材料，硅基光子学将再次发挥威力，其潜在的高性能器件和广泛应用将在硅中延伸。
用成熟的CMOS工艺，在硅衬底上制作光学器件，例如发射器，调制器，探测器，波导，光纤耦合器MUX/DEMUX等无源器件。
最终目的是在一块硅芯片上实现CMOS IC，射频和所有光学模块的的集成。
当然每一种集成都需耗费大量的人力和资源进行器件改良和工艺研究。
硅基光电子集成芯片有源无源：发射器：（L D ，L E D ）调制器：（马赫泽德干涉仪）探测器：（锗探测器）只有I I I -V 族解决方案，硅材料目前为止显得无能为力。
芯片集成的最终可能解决方案应该是：h y b r i d S i O E I C c h i p ，即光源部分由I I I -V 族制作，并通过f l i p -c h i p 或者其他办法与硅芯片封装到一起，其他光学部分和I C 部分全部由硅工艺完成。
通过结构参数优化和工艺改进，我们已经拥有制作高速（10 G H z ）硅光学调制器的一整套设计方案和工艺集成方案，在8英寸0.13微米工艺线上，芯片成品率达到90%以上。
在硅表面外延高质量单晶锗，我们可以制造出高速率，高响应度，高灵敏度的红外探测器(波段为0.8u m -1.6u m )，其性能完全可以跟市场上I I I -V 族探测器媲美。
在8英寸0.13微米工艺线上，芯片成品率达到90%以上。
产品形式可以有：P I N 锗探测器，锗硅雪崩二极管探测器，波导型锗探测器（集成类产品）在硅基上已经实现，并且达到可应用的程度主要为波导类器件，包括直波导，弯曲波导，交叉波导，滤波器，谐振器，阵列波导光栅等等尺寸大价格昂贵高功耗分立器件, 无法集成硅基光电子集成芯片实例（以调制器为例）如今的光学调制器(铌酸锂)36个调制器阵列尺寸小价格优势低功耗，CMOS 驱动可与其他光电器件集成硅基调制器单个器件硅基光电子集成芯片以下的器件介绍当中包括硅基无源器件（波导类）和有源器件（主要是调制器和探测器）。
我掌握所有分立器件和集成芯片的模拟，设计，版图设计，以及CMOS工艺流程，均在世界著名晶圆工厂采用0.13微米8英寸工艺流片并且在线上亲自操作，摸索出一整套的工艺流程和集成方案，并且掌握一些特殊的半导体工艺适用于制造硅基光电子芯片，芯片成品率可达90%。
其中到底哪些器件或者哪些器件的集成有比较大的可能性进入到产业化的阶段，还需要和市场和产业界人士探讨。
已实现的硅基无源器件光纤耦合器直波导140-200 nmWaveguide Width ~300-500 nmR = 1-6 µmGap as-Etched Down to ~0.1µmWith Sidewall Smoothing弯曲波导定向耦合器环形谐振器~5o~15o光分路器阵列波导光栅上下话路滤波器Ø器件性能都已达到同类器件国际领先水平Ø可逐个讨论，做产品的可能性，包括各种器件的集成Assembly SlotsLow Loss Crossing交叉波导Mode evolutionRotatorMode couplingSplitter旋光/分光器件锗探测器速率: >10 GHz响应度:~0.9A/W (WG); ~3.4A/W (APD)暗电流: ~0.15nA/µm 2.其他:CMOS 或者biCMOS TIA 与Ge PD 集成已实现的硅基有源器件: 探测,调制, 及其集成锗探测器Ge MSM锗硅雪崩二极管波导型锗探测器WG-Ge-PDMSM-based Grating Electrode & Low Dark Current硅调制器(MOS, P/N)调制器和探测器集成锗硅调制器调制器速率: ~10 Gb/s (PIN) & ~40Gb/s (MOS)消光比:~10 dBVp-p:5V & V πL π(2.6V-cm); 2V & <1V-cm 其他:和Ge PD 集成调制部分器件的关键技术指标对比公司材料波长(nm)增益带宽积灵敏度(dBm)JDSU III-V1310150G-27 @ 10Gb/s贝尔实验室III-V (InP)130070G N.A.我们的Ge/Si1310>250G-27.5 @ 10Gb/s 锗硅雪崩二极管探测硅调制器公司效率Vpi.L(V.cm)SpeedOn-chip OpticalInsertion loss (dB) Intel （2008）540 Gbps 4.0LETI （2009）320 Gbps5我们的0.5-0.6740 Gbps 2.5密集波分复用Group Channels Free Spectral Range (nm)IMEC1625.3ETRI1625.8我们的3272.7 (àMore Channels allowed)阵列波导光栅AWG锗/硅探测器的介绍1.为什么用锗硅材料做探测器？（1）高性能的近红外探测器（响应波长为0.85 μｍ和１.6 μｍ）具有光阔的应用市场，光通讯，光谱仪，医疗探测，水质检验等等（2）虽然采用Ⅲ-Ⅴ族材料制备的高性能近红外光电探测器的分立器件，工艺上已经比较成熟并且已经进入产业化阶段。
成本昂贵，难以开拓更广阔的应用市场，例如应用于“光纤到户”的接收器芯片和用于光谱仪近红外探测器阵列芯片等等。
不能与现有的成熟的CMOS硅工艺兼容。
III-V族材料不光衬底和生长工艺昂贵，而且工艺与主流半导体工艺（CMOS工艺）不兼容，难以持续降低成本和提高集成度。
（3）近十年来，硅锗光电探测器技术在业内备受关注，它使用成熟的CMOS技术生产，在成本、良率、一致性、产能与III-V族材料的光电探测器相比有着天然的优势，对未来低成本的光通信网络和扩展新的应用市场起到非常重要的作用。
面入射锗PIN探测器GPD01 chip TO-CAN packaged锗面入射PIN探测器显微照片和TO-CAN封装的成品照片主要特点：§采用表面入光，阴阳电接触都在上表面，方便封装；§数据传输速率可达到10G b p s，或向下兼容；§光敏面直径为50微米；§在（850n m,980n m，1060n m,1310n m,和1550n m）等多个波长具有高响应度；§可针对各个波长设计抗反射层；波导型PIN 探测器WPD01 packaged with TIA/LAO p t i c a l i n p u t f r o m S i w a v e g u i d e主要特点：•数据传输速率可达到25G b p s ，或向下兼容；•从端面入射；•用于1310 n m 或1550 n m •具有高响应度；波导型锗PIN 探测器电镜显微照片和封装后的照片锗/硅雪崩二极管•采用表面入光，阴阳电接触都在上表面，方便封装；•数据传输速率可达到10G b p s ，或向下兼容；•光敏面直径为50 微米；•在（850 n m ,980 n m ，1060 n m ,1310n m ,和1550n m 等）多个波长具有高响应度；•可针对各个波长设计抗反射层；•低击穿电压，典型值为-26 V ；•增益带宽积大于250G H z ；•灵敏度为-28 d B m ；主要特点：锗探测器市场分析其关键性能已经达到III-V族探测器水平，进入探测器市场必定是这两三年内的事。
以怎样的方式和形式进入市场，将有待讨论，建议如下：1. PIN和APD分立探测器器件可以作为切入点。
除了价钱，其单个器件性能并不比III-V族器件具有足够的优势，所以作为前期的产品进入市场。
我们可以仍然采用TO-CAN标准封装，但由于锗硅材料的稳定性，可以省掉气密性封装，进一步节省成本。
2. PIN和APD探测器阵列随后将锗探测器以阵列形式出现，将是锗探测器的另一大优势，其采用CMOS兼容工艺，在良品率上有着天然的优势，然而III-V族探测器由于工艺上良率低的特性，阵列非常不容易做，所以价格昂贵。
3. PIN和APD探测器与跨阻放大器（TIA ）集成单片集成的接收器，对于III-V探测器来讲是不可能完成的任务，以为其TIA部分必须在硅衬底上完成，锗探测器本身也是在硅彻底上制作的，所以锗探测器具备单片集成的优势。
但是TIA的部分，需要IC设计的专业人士，得找对流片代工厂，这样我们可以在未来两年内将单片集成接收器推进市场。
这进步一减少了封装工艺的要求。
硅基调制器的介绍硅基光学调制器，目前最为成功的仍然是基于马赫泽德干涉仪结构，如下图所示。
调制的实现是借助于载流子注入使光波导折射率改变。
在8 英寸的硅晶圆上制作出的硅调制器我们的调制器眼图测试结果速度：12.5 Gbps消光比：10.3 dB抖动：3.55 fs插入损耗：10 dB Intel的硅光调制器眼图测试结果速度：10 Gbps消光比：5.2 dB抖动：3.55 fs插入损耗：9 dB我们的调制器眼图测试结果速度：12.5 Gbps消光比：10.3 dB抖动：3.55 fs插入损耗：10 dB 商用10 Gbps 铌酸锂调制器眼图测试结果速度：12.5 Gbps 消光比：13.47 dB 抖动：1.37 fs 插入损耗：7 dB硅基光调制器的性能已经非常接近商用铌酸锂调制器，我相信基于硅的光电调制器，就算以分立器件来作为市场切入点，也是非常有希望的。
时机和技术进一步成熟之后，集成驱动电路和调制器在一起的芯片将进入市场。