硅光子技術應用的分析

  硅光子技術應用的分析
  調查公司Global Information發布的數據顯示,2011年有源光纜(AOC)的全球銷量為30.5萬根,銷售額為7000萬美元。并且還預測,2016年的銷量將達到78.6萬根,銷售額將擴大到1.75億美元。之所所硅光子在AOC光收發器領域取得很好的成績,是因為可以通過量產大幅降低成本,而此前的AOC采用的是基于化合物半導體的分立元件,價格相對比較高。
  傳統光通信模塊是將三五族半導體芯片、高速電路硅芯片、無源光器件及光纖封裝而成,其中的成本主要來自三五族半導體芯片及系統封裝。雖然其傳輸速度可達40Gbit/s以上,但是比起使用電纜傳輸而言,價格卻昂貴得多,因此近年來,高速硅光電組件變成一項相當炙手可熱的題材,主要研究目的就是希望借由芯片量產技術降低芯片生產成本、提升良率,另一方面,可以縮小硅光電、光學組件的尺寸,進一步和后端電路整合在一起,以降低封裝成本。
  總體而言,采用硅光子技術的最大特點就是成本低、速度快。當然,硅光子若進一步發展還存在兩大難題。一是,使光元件和光收發器大幅實現小型化和低耗電量化的方法。另一個是,進一步實現大容量化的王牌——密集波分復用(DWDM)技術的利用。
  如今的光子晶體未采用硅基,因為很難采用硅基以高效率制作有源器件。不過,結合發光的鍺和硅等技術的話,就有可能實現硅基光子晶體。
  另一方面,高速硅光子光傳輸可能需要DWDM。該技術早在15年前就已普遍用于長距離通信用設備等,但用于硅光子則非常難。其中一個原因是,各個光元件發出的光的波長以及通過波導的光的波長因溫度變化存在巨大偏差。將長距離通信設備使用的溫度控制功能用于硅光子技術的成本過高,不現實。但也有研究人員認為,相對于電傳輸,利用DWDM是光傳輸的本質優勢,必須要推進利用DWDM的研究開發,最近,MIT的研究人員還在開發使波導不依賴于溫度的技術。
  從技術角度來看,硅光信號調制器及硅鍺光偵器已發展得相當成熟,其操作速度皆可達25Gbit/s以上,唯一的考慮在于如何減少硅光信號調制器的尺寸大小、提高對溫度的穩定性,及增加硅鍺光偵器的靈敏度等。利用互補式金屬氧化物半導體(CMOS)制程或準CMOS制程整合硅光電組件及電路于單芯片也大致驗證可行。
  文章來源: 中國電力電子產業網
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