(1) אינטגרציה פוטואלקטרית מונוליטית
בשנים האחרונות התפתחו במהירות מכשירים פוטוניים מבוססי סיליקון, כגון מתגים אופטיים, אפננים, מסנני מיקרו-טבעת וכו'. טכנולוגיית העיצוב והייצור של התקני יחידה המבוססים על טכנולוגיית סיליקון הייתה בוגרת יחסית. על ידי עיצוב רציונלי ושילוב אורגני של התקנים פוטוניים אלה עם תהליכי CMOS מסורתיים, ניתן מפוברקים התקנים פוטוניים מסיליקון בפלטפורמת תהליך CMOS המסורתית בו-זמנית, ובכך ליצור מערכת אופטואלקטרונית משולבת מונוליתית עם פונקציות מסוימות. עם זאת, טכנולוגיית האינטגרציה האופטואלקטרונית הנוכחית עדיין צריכה לטפל בטכנולוגיית תחריט תת-מיקרון, תאימות תהליכים בין התקנים פוטוניים ומכשירים אלקטרוניים, בידוד תרמי וחשמלי, שילוב מקורות אור, אובדן שידור אופטי ויעילות צימוד, והיגיון אופטי בסדרה של נושאים כגון התקנים. השבב המשולב המונוליטי הראשון בעולם המשולב באופטואלקטרוניה המבוסס על תהליך ייצור CMOS סטנדרטי, המציין את הפיתוח העתידי של שבב משולב אופטואלקטרוני לגודל קטן יותר, צריכת חשמל נמוכה יותר ועלות.
(2) שילוב אופטואלקטרוני היברידי
שילוב אופטואלקטרוני היברידי הוא פתרון האינטגרציה האופטואלקטרוני הנחקר ביותר בבית ובחו"ל. עבור שילוב מערכת, במיוחד עבור לייזרים מרכזיים, InP וחומרים III-V אחרים הם בחירה טכנולוגית טובה יותר, אבל החיסרון הוא עלות גבוהה, ולכן יש לשלב אותו עם מספר גדול של טכנולוגיות סיליקון כדי להפחית עלויות תוך הבטחת ביצועים. במונחים של גישת המימוש הטכני הספציפי, קח חברה בארצות הברית כדוגמה, המשלבת שבבים פעילים כגון לייזרים, גלאים ועיבוד CMOS בצורה של שבבים פונקציונליים שונים לסיליקון משותף באמצעות חיבור אופטי וחיבור חשמלי בלוח מתאם אופטי פסיבי. היתרון של זה הוא כי כל ערכת שבבים ניתן לייצר באופן עצמאי, התהליך הוא פשוט יחסית, ואת היישום הוא קל, אבל רמת האינטגרציה נמוכה יחסית. אוניברסיטאות ומוסדות מחקר העוסקים במחקר אינטגרציה אופטואלקטרונית הציבו פתרונות טכנולוגיים לאינטגרציה אופטואלקטרונית המבוססים על תהליכי אינטגרציה תלת-ממדיים כגון חיבור TSV, כלו שכבת אינטגרציה פוטונית מבוססת SOI ושכבה מעגל CMOS לממש אינטגרציה ברמת המערכת באמצעות טכנולוגיית TSV. בין אם השניים תואמים זה לזה במונחים של עיצוב ומבנה, תהליכי ייצור, להבטיח אובדן הכנסה נמוך של חיבור חשמלי, חיבור אופטי וצימוד אופטי. זהו המפתח להשגת אינטגרציה אופטואלקטרונית היברידית והפיתוח העיקרי של אינטגרציה אופטואלקטרונית בכיוון העתידי.
