Diodele vor fi înlocuite în viitoarele dispozitive de comunicare?

1, Revoluția materială: Remodelarea graniței de performanță a semiconductorilor de bandă largă
Diodele tradiționale de siliciu - sunt limitate de proprietățile materiale și prezintă o degradare semnificativă a performanței la frecvența 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.
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. În circuitul PFC al modulului optic de 400g, diodele SIC pot reduce pierderile de comutare cu 60% și pot sprijini funcționarea temperaturii ridicate - la 175 de grade, îndeplinind cerințele de disipare a căldurii ale centrelor de date implementate dens. Se preconizează că piața globală a diodelor SIC va ajunge la 458 milioane dolari în 2023, sectorul comunicării optice reprezentând peste 30%. Se proiectează să depășească 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 prin legătura cu micro -bump, reducând capacitatea parazitară la sub 0,1pf și susținerea transmiterii semnalului PAM4 de 56gbaud cu o rată de eroare mai bună de 10 ⁻¹⁵.
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, Amenințare alternativă: provocarea tehnologiei cuantice și a dispozitivelor noi
Deși diodele ocupă o poziție centrală în comunicarea optică, tehnologiile emergente, cum ar fi comunicarea cuantică și detectarea unică a fotonilor, încă reprezintă potențiale amenințări pentru acestea.
Fotodiodă cuantum cu punct: capacitate de detectare a nivelului fotonului unic
Fotodiodele cuantice cuantice pot obține o detectare a nivelului de fotoni unic prin reglarea dimensiunii punctelor cuantice, oferind suport pentru dispozitivul de bază pentru comunicarea cuantică optică. De exemplu, un detector de puncte cuantice dezvoltat de o anumită întreprindere are o rată de numărare întunecată mai mică de 100Hz la o lungime de undă de 1550 nm și o eficiență de detectare de 90%. Acesta a fost aplicat în sisteme de distribuție a cheilor cuantice (QKD).
Detector de grafen: viteza de răspuns la nivel de terahertz
Detectoarele de grafen, cu caracteristicile lor de bandă zero, au o viteză de răspuns teoretică de până la 1THz, depășind cu mult materialele semiconductoare tradiționale. De exemplu, un fotodetector grafen dezvoltat de o anumită întreprindere are o reacție de 0,5A/W în intervalul de frecvență de 0,3-1,5 THz, oferind un dispozitiv cheie pentru comunicarea terahertz.
https://www.trrsemicon.com/transistor/p [[2 tastit