Cum vor evolua diodele în sistemele de comunicare optică?

1, Revoluția materială: Remodelarea graniței de performanță a semiconductorilor de bandă largă
Diodele bazate pe siliciu tradițional - sunt limitate de proprietățile materiale și experimentează o degradare semnificativă a performanței la temperatura ridicată -, temperatura ridicată - și scenarii de putere -. Materialele cu semiconductor cu bandă largă reprezentate de carbură de siliciu (SIC) și nitrură de galiu (GAN) devin o direcție cheie pentru modernizarea diodelor de comunicare optică.
Diodă sic: echilibru perfect între frecvența înaltă și tensiunea rezistentă
Diodele de barieră Sic Schottky (SBD) Excel în gestionarea puterii modulului optic datorită încărcării lor de recuperare inversă extrem de scăzută (QC) și a stabilității la temperaturi ridicate. De exemplu, în circuitul PFC (Corecția factorului de putere) al unui modul optic de 400g, diodele SIC pot reduce pierderile de comutare cu 60% și pot suporta funcționarea de temperatură ridicată - la 175 de grade, îndeplinind cerințele de disipare a căldurii din centrele de date implementate dens. Potrivit cercetărilor de piață, piața globală a diodelor SIC este de așteptat să ajungă la 458 milioane dolari în 2023, sectorul de comunicare optică reprezentând peste 30%. Se preconizează că va depăși 2,3 miliarde de dolari până în 2030.
Diodă GAN: un instrument puternic pentru procesarea semnalului de mare viteză ultra
Mobilitatea electronică ridicată a materialului GAN îl face o alegere ideală pentru comunicarea optică de frecvență ridicată -. În sistemele de transmisie optică coerentă, fotodetectoarele bazate pe GaN pot crește lățimea de bandă la peste 100 GHz și pot sprijini transmisia cu un singur val de 800g sau chiar 1,6T. De exemplu, un GaN pe fotodiodă Si dezvoltat de o anumită întreprindere are o reacție de 0,8A/W la o lungime de undă de 1550 nm, care este cu 40% mai mare decât materialele tradiționale Ingaas. În același timp, curentul întunecat este redus la sub 1NA, îmbunătățind semnificativ semnalul - la - raport de zgomot.
2, Inovația structurală: de la dispozitivele discrete la integrarea optoelectronică
Odată cu evoluția sistemelor de comunicare optică către miniaturizare și consum redus de energie, integrarea diodelor și a dispozitivelor fotonice a devenit cheia descoperirilor tehnologice.
Tehnologia fotonului de siliciu: abilitarea fuziunii optoelectronice cu procesul CMOS
Tehnologia fotonică de siliciu atinge integrarea unică - cipuri a dispozitivelor fotonice și a circuitelor electronice prin tehnologia CMOS, schimbând complet arhitectura discretă a modulelor optice tradiționale. De exemplu, un modul optic de siliciu de 400g lansat de o anumită întreprindere integrează lasere, fotodetectoare, modulatoare și circuite de șofer pe un cip de 4mm × 8mm, reducând consumul de energie cu 40% și costul cu 30% în comparație cu soluțiile tradiționale. Printre aceștia, fotodetectorul adoptă o structură de diode pin și obține o reacție ridicată de 0,9A/W la o lungime de undă de 1310nm prin optimizarea concentrației de dopaj și a grosimii stratului de absorbție.
Tehnologia de ambalare 3D CO: descompunerea barierelor de ambalare
În modulul optic de 800g/1.6T, tehnologia de ambalare 3D Co (CPO) stivuiește diode vertical cu motorul optic și cipul DSP și realizează interconectarea electrică prin siliciu prin găuri (TSV). De exemplu, un modul optic CPO elaborat de o anumită întreprindere combină un tablou de fotodetector cu un cip TIA (amplificator de transimance) prin lipirea micro -bump, reducând capacitatea parazită la sub 0,1pf și susținerea transmisiei de semnal PAM4 56GBAD cu o rată de eroare de biți mai bună de 10 ⁻¹.
3, Extinderea funcției: de la detectarea semnalului la percepția inteligentă
Rolul diodelor în comunicarea optică evoluează de la detectarea pasivă a semnalului la percepția inteligentă activă.
Array fotodiode: realizarea monitorizării semnalului optic multidimensional
În toate rețelele optice -, tablourile de fotodiode pot monitoriza parametrii de timp reali -, cum ar fi puterea optică, lungimea de undă și starea de polarizare a legăturilor fibre optice. De exemplu, un modul integrat de monitorizare optică (ISM) lansat de o anumită întreprindere folosește un tablou de fotodiode Ingaas cu 8 canale, combinat cu algoritmi AI, pentru a localiza cu exactitate defecțiuni precum îndoirea fibrelor și murdăria conectorului, îmbunătățind funcționarea rețelei și eficiența de întreținere cu 80%.
Fotodetector reglabil: suportă gestionarea dinamică a lungimii de undă
În sistemul de transmisie extinsă cu bandă C+L, fotodetectoarele reglabile obțin o acoperire dinamică în intervalul lungimii de undă de 1260-1620nm prin reglarea grosimii sau a indicelui de refracție al stratului de absorbție. De exemplu, un detector reglabil bazat pe tehnologia MEMS dezvoltată de o anumită întreprindere are o viteză de reglare a lungimii de undă de 100nm/ms, acceptă comutarea perfectă a sistemelor de 400g în banda C+L și crește capacitatea de fibră unică cu 50%.
4, Colaborarea lanțului industrial: evoluția de la dispozitive la ecologie
Evoluția diodelor nu poate fi separată de inovația colaborativă a lanțurilor industriale din amonte și din aval.
Furnizor de materiale: Breaking prin blocajul substraturilor mari -
Modernizarea substraturilor SIC de la 4 inci la 8 inci poate crește producția de napolitane unice de 4 ori și poate reduce costurile cu 60%. O anumită întreprindere a obținut o producție în masă de 8 - inch Sic substraturi cu o rată de randament care depășește 90%, punând bazele aplicării pe scară largă a diodelor de comunicare optică.
Producători de echipamente: promovarea îmbunătățirii ecosistemului de fotonică de siliciu
Precizia echipamentelor cheie, cum ar fi mașinile de litografie și mașinile de gravură a fost îmbunătățită la nivelul sub nanometrului, susținând reducerea dimensiunii caracteristicilor cipurilor optice de siliciu la 90 nm. De exemplu, o companie a lansat o mașină de litografie EUV Silicon Photon EUV care poate controla lățimea de linie a dispozitivelor fotonice în termen de 30Nm, permițând viteza de răspuns a fotodetectoarelor să depășească 200 GHz.
https://www.trrsemicon.com/transistor/3 [[3} }rmininal [