Como os diodos evoluirão nos sistemas de comunicação óptica?

1, revolução material: remodelando o limite de desempenho de semicondutores amplos de banda de banda
Os diodos baseados em silício tradicional - são limitados pelas propriedades do material e experimentam degradação significativa do desempenho em alta -}, alta - temperatura e cenários de potência -}. Materiais semicondutores amplos de banda representados por carboneto de silício (SIC) e nitreto de gálio (GaN) estão se tornando uma direção -chave para atualizar os diodos de comunicação óptica.
Diodo SiC: equilíbrio perfeito entre alta frequência e tensão de suportar
Diodos de barreira shotky sic schottky (SBDS) se destacam no gerenciamento de energia do módulo óptico devido à sua carga de recuperação reversa extremamente baixa (QC) e estabilidade de alta temperatura. Por exemplo, no circuito PFC (correção do fator de potência) de um módulo óptico de 400g, os diodos SiC podem reduzir as perdas de comutação em 60% e suportar altos - operação de temperatura a 175 graus, atendendo aos requisitos de dissipação de calor dos data centers densamente implantados. De acordo com a pesquisa de mercado, o mercado global de diodos SiC deve atingir US $ 458 milhões em 2023, com o setor de comunicação óptica representando mais de 30%. Espera -se exceder US $ 2,3 bilhões até 2030.
Diodo Gan: uma ferramenta poderosa para processamento de sinal de alta velocidade de alta velocidade
A alta mobilidade eletrônica do material GaN o torna a escolha ideal para a comunicação óptica de frequência -. Em sistemas de transmissão óptica coerentes, os fotodetectores à base de GaN podem aumentar a largura de banda para mais de 100 GHz e suportar a onda única 800G ou até a transmissão 1,6T. Por exemplo, um gan no fotodiodo Si desenvolvido por uma determinada empresa tem uma responsividade de 0,8a/w a um comprimento de onda de 1550Nm, que é 40% maior que os materiais tradicionais de InGaas. Ao mesmo tempo, a corrente escura é reduzida para abaixo de 1NA, melhorando significativamente o sinal - para - relação de ruído.
2, Inovação estrutural: de dispositivos discretos à integração optoeletrônica
Com a evolução dos sistemas de comunicação óptica em direção a miniaturização e baixo consumo de energia, a integração de diodos e dispositivos fotônicos se tornou a chave para os avanços tecnológicos.
Tecnologia de fótons de silício: capacitar a fusão optoeletrônica com processo CMOS
A tecnologia Silicon Photonics alcança -} integração de chip de dispositivos fotônicos e circuitos eletrônicos através da tecnologia CMOS, alterando completamente a arquitetura discreta dos módulos ópticos tradicionais. Por exemplo, um módulo óptico de silício de 400g liberado por uma determinada empresa integra lasers, fotodetectores, moduladores e circuitos de motorista em um chip de 4 mm × 8 mm, reduzindo o consumo de energia em 40% e custa 30% em comparação com soluções tradicionais. Entre eles, o fotodetector adota uma estrutura de diodo PIN e alcança uma alta responsividade de 0,9a/w a um comprimento de onda de 1310nm, otimizando a concentração de doping e a espessura da camada de absorção.
Tecnologia de embalagem 3D CO: quebrando barreiras de embalagem
No módulo óptico de 800g/1.6T, a tecnologia de embalagem 3D CO (CPO) empilha diodos verticalmente com o motor óptico e o chip DSP e atinge a interconexão elétrica através do silício através de orifícios (TSV). Por exemplo, um módulo óptico de CPO desenvolvido por uma determinada empresa combina uma matriz de fotodetector com um chip de TIA (amplificador de transempedância) através da ligação micro -colisão, reduzindo a capacitância parasitária a uma taxa de erro abaixo de 0,1pf e suportando 56GBAUD PAM4 com uma taxa de erro de um pouco melhor que 10 ⁻ l.
3, expansão da função: da detecção de sinal à percepção inteligente
O papel dos diodos na comunicação óptica está evoluindo da detecção de sinal passivo para a percepção inteligente ativa.
Array de fotodiodo: alcançando o monitoramento de sinal óptico multidimensional
Em todas as redes ópticas -, as matrizes de fotodiodo podem monitorar parâmetros de tempo real -, como potência óptica, comprimento de onda e estado de polarização dos links de fibra óptica. Por exemplo, um módulo de monitoramento óptico integrado (ISM) lançado por uma determinada empresa usa uma matriz de fotodiodos InGaas de 8 canais, combinada com algoritmos de AI, para localizar com precisão falhas, como flexão de fibra e sujeira do conector, melhorando a operação da rede e a eficiência de manutenção em 80%.
Fotodetector ajustável: suporta gerenciamento dinâmico de comprimento de onda
No sistema de transmissão estendido da banda C+L, os fotodetectores ajustáveis ​​alcançam cobertura dinâmica na faixa de comprimento de onda de 1260-1620nm, ajustando a espessura ou o índice de refração da camada de absorção. Por exemplo, um detector ajustável baseado na tecnologia MEMS desenvolvido por uma determinada empresa possui uma velocidade de ajuste de comprimento de onda de 100nm/ms, suporta comutação perfeita de sistemas 400G na banda C+L e aumenta a capacidade de fibra única em 50%.
4, Colaboração da cadeia industrial: evolução de dispositivos para ecologia
A evolução dos diodos não pode ser separada da inovação colaborativa das cadeias industriais a montante e a jusante.
Fornecedor de materiais: quebrando o gargalo de substratos de tamanho grande -
A atualização de substratos SiC de 4 polegadas para 8 polegadas pode aumentar a saída de bolachas únicas em 4 vezes e reduzir os custos em 60%. Uma certa empresa alcançou a produção em massa de 8 - polegada SIC substratos com uma taxa de rendimento superior a 90%, estabelecendo a base para a aplicação em larga escala de diodos de comunicação óptica.
Fabricantes de equipamentos: promovendo a melhoria do ecossistema de silício Photonics
A precisão de equipamentos -chave, como máquinas de litografia e máquinas de gravação, foi melhorada para o nível do sub -nomômetro, suportando a redução do tamanho do recurso de chips ópticos de silício para menos de 90 nm. Por exemplo, uma empresa lançou uma máquina de litografia EUV de fótons de silício que pode controlar a largura de linha dos dispositivos de fótons em 30Nm, permitindo que a velocidade de resposta dos fotodetectores exceda 200GHz.
https://www.trrsemicon.com/transistor/3 ({3a} terminal ({4a} }Positive ({5age }voltage-reguator-78mxx.html