WAVE PHOTONICS LTD

基本資料

公司簡介

WAVE PHOTONICS LTD 是一家位於英國劍橋的整合光子公司，提供光子 IP、產品與服務；其使命是運用設計技術促成新應用，並把零散且效率不高的產品化週期轉變為更整合、更快速、類似現代半導體開發的流程，以協助開拓具價值的光子市場。公司由三位創辦人創立，他們認為統計與最佳化可用來改善整合光子技術；自創立以來，公司已建立並驗證核心計算光子設計技術，目標是縮短光子產品開發時間。團隊成員的背景涵蓋整合光子、高效能運算、量子光子、統計、最佳化、科技顧問與半導體。WAVE PHOTONICS LTD 位於英國劍橋，獲得美國與歐洲投資者支持，並參與多個由 Innovate UK 資助的專案。其投資者包括 Berkeley Skydeck、Plug and Play、UK Innovation & Science Seed Fund、Cambridge Enterprise Ventures、Redstone、QAI Ventures’ Quantum Fund、Kyra Ventures、Deep Tech Labs 以及數位天使投資人。公司正在申請專利的核心創新是一套設計平台，整合製造製程特性分析、模型建立、光子模擬與反向設計，用來開發跨不同材料與波長的製程設計套件，也就是 PDK。這套平台旨在支援任何波長或平台上的快速、具製造容差能力的光子積體電路開發，應用包括共同封裝光學、收發器與量子技術。其 PDK 相較於傳統設計已展現較低損耗與較低的製程變異敏感度，相關設計已完成驗證，並正在高產量商業晶圓廠中接受測試。公司已開發一套聚焦量子應用的 PDK，並將其描述為全球涵蓋範圍最廣的光子 PDK，用以展現其方法的可擴展性與速度。WAVE PHOTONICS LTD 與 Cadence、Siemens、Luceda Photonics 合作，使其 PDK 可與主流電子設計自動化工具相容；公司也建立整合功能，讓 PDK 可在持續擴大的 EDA 工具範圍中使用。整合光子可用於 AI 與資料中心的節能通訊、穿戴式醫療感測器、快速診斷工具、光學張量處理器、晶片上 lidar 與量子技術，這些也是公司設計技術、產品與服務所涵蓋的應用領域。公司尋求面向資料通訊、共同封裝光學與量子應用的晶圓廠及設計合作夥伴，也尋求與從事收發器、新整合光子技術、新整合光子製程與平台，以及離子阱與量子金鑰分配等量子光子應用的組織合作。在共同封裝光學領域的擴展過程中，WAVE PHOTONICS LTD 收購了 Phoelex Ltd 的無形資產，其中包括節能調變器設計、驅動與控制電路及等化器電路設計的關鍵 IP。

展出產品

WAVE PHOTONICS LTD 提供一系列用來充實並加速 PIC 開發流程的產品與服務，包括客製 PDK 開發、PDK Management Platform、PIC 設計服務、封裝與 Assembly Design Kits、自動化量測，以及元件庫與共同封裝光學 IP。在客製 PDK 開發方面，其專有設計技術可在數週內針對目標材料或波長建立客製或特定應用 PDK，支援資料通訊、感測與量子技術客戶。其具製造容差能力的 PDK 組合涵蓋不同波長、材料製程與應用，包括用於電信、資料通訊與共同封裝光學的電信波段 PDK、用於量子與 AR/VR 的可見光波長 PDK，以及用於氣體感測的長波長 PDK。公司已為 Silicon-on-Insulator、Silicon Nitride 與 Thin-Film Lithium Niobate 設計 PDK，並可針對 Aluminium Nitride、Gallium Arsenide、Silicon Carbide 等新材料提供 PDK 開發支援。Silicon Nitride for Quantum，也就是 SiNQ PDK，涵蓋 493 nm 至 1550 nm 的 33 個波長，可用於離子阱、原子、NV centres、量子點及其他系統與發光體所需的 PIC，SiNQ 製程可由 CORNERSTONE 提供。其電信 PDK 涵蓋 O-band、E-band、S-band、C-band、L-band 與 U-band，並包含超過 500 個元件，附有考量製造的 S-parameters，可透過 CORNERSTONE 製程取得，且能搭配 QPICPAC 封裝，形成通往完整封裝元件的路徑。對於 AI 與資料中心高頻寬通訊、氣體感測、衛星通訊等要求嚴格的應用，WAVE PHOTONICS LTD 支援在 thin-film lithium niobate、aluminium oxide、gallium arsenide 等材料上以專用晶圓批次開發 PDK，並可在取得必要製程資料後數週內利用平台產生 PDK。PDK 開發方案旨在減少設計迭代、縮短產品開發時間並提高良率，而具製造容差能力的設計在元件層級量測中曾顯示效能變異降低 50%。採用其設計技術的量測結果顯示，相較於傳統反向設計，光學損耗與效能變異較低；已公布的結果包括光學損耗降低 2 倍、效能變異降低 2 倍，並在第一次製造批次即達成目標比例。其可量產元件庫包括 crossing、bend、taper、MMI、mode converter、dual-mode mode multiplexer、grating coupler，以及 single-mode、mixed-wavelength 與 wide-waveguide 變體。MMI 選項包括 1x2 分光器，可提供 50:50、60:40、70:30、80:20、90:10、67:33 比例或依需求提供其他比例，另有 1x3、1x4、2x2、2x4 與 4x4 組態，其中包括 90° optical hybrid。可依需求提供的其他元件包括 inverse taper、edge coupler、polarisation splitter rotator、focusing grating coupler 與 polarisation rotator；vertical layer coupler 與 advanced edge coupler 則列為即將推出。對晶圓廠而言，WAVE PHOTONICS LTD 將快速 PDK 開發與 PDK 管理結合，內容包括跨可見光與電信波長的設計、降低效能變異的具製造容差方法，以及用來協助專用批次客戶以較少迭代進入量產的快速重新設計。其晶圓廠 PDK 可包含 S-parameters、EDA 整合，並可自動相容於 ADK、封裝、光纖接合及其他製程。PDK Management Platform 讓晶圓廠以數位方式管理 PDK，透過讓晶圓廠 PDK 與持續擴大的 EDA 工具相容，並提供預先計算的 S-parameters 供電路模擬使用，以簡化無晶圓廠客戶的使用體驗。面向晶圓廠的平台功能包括與 EDA 合作夥伴的內建相容性、自動產生 S-parameters、搭配 NDA 追蹤的 black-box IP 管理，以及自動化 PDK 文件與版本控制，以降低 PDK 混用與衝突版本誤用。較完整的 PDK Management Platform 提供自動 EDA 相容、black-box IP 保護、PDK 版本控制與託管式 PDK 存取。晶圓廠 PDK 可預先封裝給主流設計平台使用，不需手動設定或標記，使用者可下載 PDK、整合到所選 EDA 工具後開始設計。平台利用 WAVE PHOTONICS LTD 內建的模擬引擎產生 S-parameters，而具製造感知能力的 S-parameters 可納入製造瑕疵，使使用者能在晶片 tapeout 前進行完整電路模擬。在 IP 保護與重複使用方面，平台可用 black box 隱藏敏感設計但仍保留視覺化電路檢查，支援安全的設計重複使用與授權，並透過 NDA 追蹤確保 PDK 僅分享給核准夥伴。PDK 文件可自動產生，讓使用者取得可搜尋且維持最新的文件；同時追蹤 PDK 與工具版本，以協助避免不相容版本混用。對商業晶圓廠而言，平台旨在透過多種 EDA 整合擴大客戶採用，縮短設計與 tapeout 時間，降低支援工作量，並以 IP 與資料存取控制提升安全性。對研究與學術晶圓廠而言，平台可藉由整理與追蹤設計提升團隊生產力，提供將製造製程開放給產業的精簡路徑，促進與大學及其他組織合作，並支援 IP 重複使用以進行授權與利用。WAVE PHOTONICS LTD 支援 CORNERSTONE 這家位於英國的開源矽光子快速原型晶圓廠，提供平台讓使用者存取已整合至主要 EDA 工具的 CORNERSTONE PDK，並使用預先計算的 S-parameters 進行電路模擬。CORNERSTONE 部署可將 PDK 封裝給 GDSFactory、IPKISS、L-Edit、Virtuoso 等工具使用，並列出 Synopsys 與 Latitude Design Systems 支援即將推出；使用者可下載 PDK 與文件，每個版本並以發布歷程與 metadata 追蹤。其 PDK 管理流程以範本將 PDK 上傳為相容格式，接著執行 S-parameters、產生文件並封裝給 EDA 工具，之後以 NDA 追蹤與細粒度存取控制託管新版本，且持續處理新上傳的 PDK 供晶圓廠使用者使用。對晶片設計者而言，WAVE PHOTONICS LTD 提供從元件設計到晶片測試的開發流程服務，目標是縮短 PIC 開發時間並提升元件效能。其 PIC Design Services 提供客製 PIC 架構開發與晶片設計，並可管理製造與特性分析流程。針對新材料平台或非標準波長，產品開發服務可協助設計光子元件與 PIC，並可提供版圖腳本與訓練，使客戶團隊日後能在內部完成設計更新。開發服務涵蓋 discovery 階段的創新策略或 PIC 商業案例、需求蒐集、成本與經濟模型、供應鏈評估與管理、夥伴選擇，接著進入架構、演算法、規格、原型與技術或 IP 選擇。設計與實作可包含 PIC 架構與規格、可能涉及電子與軟體演算法的系統設計、同步電路設計、系統建模、模擬與最佳化，之後進入晶片 tapeout、驗證、特性分析、資格認證，以及晶圓廠與 OSAT 選擇和支援。持續支援可協調設計、製造與晶圓廠夥伴，並作為 gate keeper 管理設計驗證、最佳化、認證、升級及相關活動。封裝方案包括可重複使用的 PIC 封裝範本與 Assembly Design Kits，用來降低客製開發需求與成本；QPICPAC 方案最快可在一個月內提供已封裝的光子晶片。封裝可提供晶片機械保護、內建溫度控制與一致的光學耦合；如果晶片設計時未考慮封裝，所需封裝可能變得昂貴甚至難以實現。標準化封裝範本旨在節省晶片設計時間、提供比客製封裝成本更低的替代方式、透過可重複性讓封裝後晶片行為更可預測，並讓封裝公司使用可能已有庫存的標準元件來加快封裝。QPICPAC 是一套面向原型與研發的 turnkey 封裝方案，由 WAVE PHOTONICS LTD、SENKO Advanced Components 與 Alter Technology 透過 Innovate UK 專案共同開發，用於 Quantum Photonic Integrated Circuits，透過設計範本與元件降低量子技術公司的客製開發需求與成本，也適用於其他原型應用。針對 PHIX Characterization Package，WAVE PHOTONICS LTD 提供適用於 CORNERSTONE SOI 220 nm 被動與主動製造製程的封裝範本，且其最佳化元件 PDK 與 CORNERSTONE 開源 PDK 均有對應範本；PHIX 同時支援晶片原型與高產量製造。其封裝流程先使用封裝範本設計晶片，再蒐集晶片數量與製造批次等資訊，接著篩選設計是否適合封裝，在 tapeout 與付款階段訂購耗材，完成的晶片直接送往封裝公司，最後交付封裝晶片。Automated Measurement Service 提供高吞吐量、平行化的測試與驗證，可處理單顆 PIC die 或最大片徑 8 inches 的晶圓。量測服務與 QPICPAC 相容，客戶可選出最適合封裝的元件；量測範圍從單顆晶片到整片晶圓，並可蒐集大量資料進行重複性測試與統計分析。自動化量測架構結合量測設備與內部軟體，以降低人為錯誤並提升準確度，支援 100 mm、150 mm 與 200 mm 晶圓直徑。量測架構可依不同設計修改，並可同時執行多項量測以加快結果產出；WAVE PHOTONICS LTD 也可將量測資料處理成效能與統計摘要。量測流程包括針對 prober 或 fibre array 的 design-for-test 版圖、提交晶圓座標與波長等量測資訊、寄送晶片或晶圓、以內部設備量測、資料處理，以及連同量測結果返還元件。其元件庫與共同封裝光學 IP 包含可直接使用的光子元件、節能調變器設計、驅動與控制電路及等化器電路設計，這些 IP 可透過授權或其他方式取得。WAVE PHOTONICS LTD 也在多種製造製程上提供預先設計、具製造容差能力的 PDK，以加速 PIC 設計週期，並搭配透過 Phoelex Ltd 資產收購取得的調變器、驅動、控制與等化器 IP。核心計算技術從量測所得的晶圓廠製程資料開始，以這些資料擬合製造模型，支援 first-time-right 設計、提高良率的具製造容差元件，以及製程變更時的快速元件重新調整。其製造模型會捕捉製造流程造成的可能光子元件形狀統計分布，並結合經驗證的物理與資料驅動模型，針對實測製程變異進行最佳化。可擴展至雲端的基礎架構能平行執行數千次模擬，自動設計具製造容差能力的 building-block 元件庫，支援新製程或新波長的快速元件設計，並為每個支援的製程或波長建立大規模元件庫。PDK 隨附的 fabrication-aware scattering parameters 可在 tapeout 前進行完整電路模擬，使設計者能估計特定製程上的預期元件效能、在製造前預測電路行為，並評估元件適用性。其 EDA 整合讓 PDK 可在多種 EDA 工具中使用，提供將預先設計元件庫納入既有設計環境的精簡路徑，並在支援工具範圍擴大時保留各 EDA 工具所提供的功能。針對 CORNERSTONE MPW runs，WAVE PHOTONICS LTD 列出以 £5,000 取得全部 CORNERSTONE PDK 的方案，並描述一個在 6 個月內從概念做到已封裝 SOI passive device、總價 £14,550 的例子，使用 5.5 mm x 4.9 mm 設計面積與 1 unit 的 single-mode fibre-array packaging，其中 PDK 存取為 £5,000、MPW run 為 £6,250、QPICPAC packaging 為 £3,300。存取其 black-box 元件設計的流程是先用 black boxes 完成晶片設計，再確認付款與 swap-out 日期，由 WAVE PHOTONICS LTD 將 black boxes 替換成真正設計並把設計送至所選晶圓廠，最後以真正元件設計進行 tapeout。

能力與產品項目

• 光子積體電路客製化 PDK 開發
• 量子光子積體電路 SiNQ PDK 供應
• 電信波段光子 PDK 供應
• SOI 材料平台 PDK 開發
• SiN 材料平台 PDK 開發
• TFLN 材料平台 PDK 開發
• AlN 新材料 PDK 開發支援
• GaAs 新材料 PDK 開發支援
• SiC 新材料 PDK 開發支援
• 光子 PDK 管理平台
• PDK 模擬用 S-parameters 自動生成
• PDK EDA 工具整合
• PDK IP 黑箱保護
• PDK NDA 授權存取管理
• 光子積體電路架構開發
• 光子積體電路晶片設計
• PIC 製造流程管理
• PIC 特性量測流程管理
• PIC 版圖腳本提供
• PIC 設計訓練
• PIC 封裝設計範本供應
• PIC 封裝 Assembly Design Kits（ADK）供應
• QPICPAC 光子晶片封裝方案
• PHIX 光子晶片封裝範本
• 光子晶片與 8 英吋以下晶圓自動量測服務
• 光子晶片良率與性能變異統計分析
• 光子晶片 Known Good Dies（KGD）篩選
• 光子積體電路波導彎曲元件 IP
• 光子積體電路波導錐形漸變元件 IP
• 光子積體電路波導交叉元件 IP
• 光子積體電路多模干涉耦合器（MMI）IP
• 光子積體電路模式轉換器 IP
• 光子積體電路模式多工器 IP
• 光子積體電路光柵耦合器 IP
• CPO 低功耗光調變器設計 IP 授權
• CPO 驅動與控制電路 IP 授權
• CPO 等化器電路設計 IP 授權

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