Kā diodes attīstīsies optisko sakaru sistēmās?

1, materiāla revolūcija: plato joslu semikonduktoru veiktspējas robežas pārveidošana
Tradicionālās silīcija - balstītas diodes ir ierobežotas ar materiālu īpašībām, un piedzīvo ievērojamu veiktspējas noārdīšanos augstā - ātrumā, augstu - temperatūrā un augstu - strāvas scenāriji. Plašas joslas pusvadītāju materiāli, ko attēlo silīcija karbīds (SIC) un Gallium nitrīds (GAN), kļūst par galveno virzienu optisko sakaru diožu modernizēšanai.
SIC diode: perfekts līdzsvars starp augstfrekvenci un izturīgu spriegumu
SiC Schottky barjeras diodes (SBD) Excel optiskā moduļa jaudas pārvaldībā, pateicoties to ārkārtīgi zemajai apgrieztā reģenerācijas lādiņam (QC) un augstas temperatūras stabilitātei. Piemēram, 400 g optiskā moduļa PFC (jaudas koeficienta) ķēdē SIC diodes var samazināt pārslēgšanās zudumus par 60% un atbalstīt augstas - temperatūras darbību 175 grādos, atbilstot blīvi izvietoto datu centru siltuma izkliedes prasībām. Saskaņā ar tirgus pētījumu datiem paredzams, ka globālais SIC diožu tirgus 2023. gadā sasniegs 458 miljonus USD, optiskās komunikācijas nozarei būs vairāk nekā 30%. Paredzams, ka līdz 2030. gadam tas pārsniegs 2,3 miljardus USD.
GAN diode: jaudīgs rīks īpaši ātrgaitas signāla apstrādei
GaN materiāla augstā elektronu mobilitāte padara to par ideālu izvēli augstai - frekvences optiskajai komunikācijai. Saskaņotās optiskās pārraides sistēmās GaN balstīti fotodetektori var palielināt joslas platumu līdz vairāk nekā 100 GHz un atbalstīt viena viļņa 800G vai pat 1,6T transmisiju. Piemēram, GaN uz SI fotodiode, ko izstrādājis noteikts uzņēmums, 1550nm viļņa garumā ir 0,8A/W, kas ir par 40% augstāks nekā tradicionālajiem ingaas materiāliem. Tajā pašā laikā tumšā strāva tiek samazināta līdz zem 1NA, ievērojami uzlabojot signālu - līdz - trokšņa attiecību.
2, strukturālās inovācijas: no diskrētām ierīcēm līdz optoelektroniskajai integrācijai
Līdz ar optisko sakaru sistēmu attīstību uz miniaturizāciju un mazjaudas patēriņu, diožu un fotonisko ierīču integrācija ir kļuvusi par tehnoloģisko izrāvienu atslēgu.
Silīcija fotonu tehnoloģija: optoelektroniskās saplūšanas iespējamība ar CMOS procesu
Silīcija fotonikas tehnoloģija sasniedz atsevišķu - fotonisko ierīču un elektronisko ķēžu mikroshēmu integrāciju, izmantojot CMOS tehnoloģiju, pilnībā mainot tradicionālo optisko moduļu diskrēto arhitektūru. Piemēram, 400 g silīcija optiskais modulis, ko izlaiž noteikts uzņēmums, integrē lāzerus, fotodetektorus, modulatorus un vadītāja ķēdes 4 mm × 8 mm mikroshēmā, samazinot enerģijas patēriņu par 40% un izmaksas par 30%, salīdzinot ar tradicionālajiem risinājumiem. Starp tiem fotodetektors izmanto PIN diodes struktūru un sasniedz augstu reakciju 0,9A/W viļņa garumā 1310 nm, optimizējot dopinga koncentrācijas un absorbcijas slāņa biezumu.
3D CO iepakojuma tehnoloģija: iepakojuma barjeru sadalīšana
800G/1,6T optiskajā modulī 3D CO iepakojuma tehnoloģijas (CPO) kaudzes diodes vertikāli ar optisko motoru un DSP mikroshēmu, un caur caurumiem (TSV) sasniedz elektrisko savienojumu caur silīcija caur caurumiem (TSV). Piemēram, CPO optiskais modulis, ko izstrādājis noteikts uzņēmums, apvieno fotodetektora masīvu ar TIA (transimpedance pastiprinātāja) mikroshēmu, izmantojot mikro bump savienošanu, samazinot parazītu kapacitāti līdz zem 0,1PF un atbalstot 56 gbaud PAM4 signāla pārraidi ar bitu kļūdu ātrumu labāk nekā 10 ⁻ ⁵.
3, funkcijas paplašināšana: no signāla noteikšanas līdz inteliģentai uztverei
Diožu loma optiskajā komunikācijā attīstās no pasīvas signāla noteikšanas līdz aktīvai inteliģentai uztverei.
Fotodiodes masīvs: daudzdimensionālas optiskā signāla uzraudzības sasniegšana
Visos - optiskos tīklos fotodiodes masīvi var uzraudzīt reālus - laika parametrus, piemēram, optisko šķiedru saišu optisko jaudu, viļņa garumu un polarizācijas stāvokli. Piemēram, integrēts optiskās uzraudzības modulis (ISM), ko uzsāk noteikts uzņēmums, izmanto 8 kanālu InGaas fotodiodes masīvu, kas apvienots ar AI algoritmiem, lai precīzi atrastu tādas kļūdas kā šķiedru saliekšana un savienotāja netīrumi, uzlabojot tīkla darbību un uzturēšanas efektivitāti par 80%.
Noskaņojams fotodetektors: atbalsta dinamisko viļņu garuma pārvaldību
C+L joslas paplašinātās transmisijas sistēmā noskaņojami fotodetektori sasniedz dinamisku pārklājumu viļņu garuma diapazonā no 1260-1620NM, pielāgojot absorbcijas slāņa biezumu vai refrakcijas indeksu. Piemēram, noskaņojamam detektoram, kura pamatā ir MEMS tehnoloģija, ko izstrādā noteikts uzņēmums, ir viļņa garuma noregulēšanas ātrums 100 nm/ms, tas atbalsta 400 g sistēmu nemanāmu pārslēgšanu C+L joslā un palielina vienas šķiedras ietilpību par 50%.
4, rūpnieciskās ķēdes sadarbība: evolūcija no ierīcēm līdz ekoloģijai
Diožu attīstību nevar atdalīt no augšupējo un pakārtoto rūpniecības ķēžu sadarbības jauninājumiem.
Materiālu piegādātājs: Liela - izmēra substrātu sašaurinājums
SiC substrātu jaunināšana no 4 collām līdz 8 collām var palielināt atsevišķo vafeļu izlaide par 4 reizēm un samazināt izmaksas par 60%. Noteikts uzņēmums ir sasniedzis masveida ražošanu 8 - collas sic substrātos ar ražas līmeni, kas pārsniedz 90%, liekot pamatus optiskās komunikācijas diožu liela mēroga pielietošanai.
Iekārtu ražotāji: Silīcija fotonikas ekosistēmas uzlabošanas veicināšana
Galveno aprīkojuma, piemēram, litogrāfijas mašīnu un kodināšanas mašīnu, precizitāte ir uzlabota līdz sub nanometru līmenim, atbalstot silīcija optisko mikroshēmu pazīmju lieluma samazināšanu līdz zem 90 nm. Piemēram, uzņēmums ir izlaidis silīcija fotonu EUV litogrāfijas mašīnu, kas 30 nm var kontrolēt fotonu ierīču līnijas platumu, ļaujot fotodetektoru reakcijas ātrumam pārsniegt 200 GHz.
https://www.trrsemicon.com/transistor/3 {{3 ^