ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में डायोड कैसे विकसित होंगे?

1, सामग्री क्रांति: विस्तृत बैंडगैप अर्धचालकों की प्रदर्शन सीमा को फिर से आकार देना
पारंपरिक सिलिकॉन - आधारित डायोड भौतिक गुणों द्वारा सीमित होते हैं और उच्च - गति, उच्च - तापमान, और उच्च - बिजली परिदृश्यों में महत्वपूर्ण प्रदर्शन गिरावट का अनुभव करते हैं। सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) और गैलियम नाइट्राइड (जीएएन) द्वारा दर्शाया गया वाइड बैंडगैप अर्धचालक सामग्री ऑप्टिकल संचार डायोड को अपग्रेड करने के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा बन रही है।
Sic डायोड: उच्च आवृत्ति और वोल्टेज का सामना करने के बीच सही संतुलन
Sic Schottky Barrier Diodes (SBDs) ऑप्टिकल मॉड्यूल पावर प्रबंधन में उनके बेहद कम रिवर्स रिकवरी चार्ज (QC) और उच्च तापमान स्थिरता के कारण एक्सेल। उदाहरण के लिए, 400g ऑप्टिकल मॉड्यूल के PFC (पावर फैक्टर सुधार) सर्किट में, SIC डायोड 60% से स्विचिंग लॉस को कम कर सकते हैं और 175 डिग्री पर उच्च - तापमान संचालन का समर्थन कर सकते हैं, घनी तैनात डेटा केंद्रों की गर्मी विघटन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। बाजार अनुसंधान के अनुसार, वैश्विक SIC डायोड बाजार 2023 में $ 458 मिलियन तक पहुंचने की उम्मीद है, जिसमें ऑप्टिकल संचार क्षेत्र 30%से अधिक है। यह 2030 तक $ 2.3 बिलियन से अधिक होने की उम्मीद है।
GAN डायोड: अल्ट्रा हाई स्पीड सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए एक शक्तिशाली उपकरण
GAN सामग्री की उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता इसे उच्च - आवृत्ति ऑप्टिकल संचार के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है। सुसंगत ऑप्टिकल ट्रांसमिशन सिस्टम में, GAN आधारित फोटोडेटेक्टर्स बैंडविड्थ को 100GHz से अधिक बढ़ा सकते हैं और सिंगल वेव 800g या 1.6T ट्रांसमिशन का समर्थन कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक निश्चित उद्यम द्वारा विकसित SI फोटोडायोड पर एक GAN 1550nm के तरंग दैर्ध्य में 0.8a/w की जवाबदेही है, जो पारंपरिक INGAAS सामग्री की तुलना में 40% अधिक है। इसी समय, डार्क करंट को 1NA से कम कर दिया जाता है, सिग्नल - से - शोर अनुपात में काफी सुधार होता है।
2, संरचनात्मक नवाचार: असतत उपकरणों से ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक एकीकरण तक
लघु संचार प्रणालियों के विकास और कम बिजली की खपत की ओर, डायोड और फोटोनिक उपकरणों का एकीकरण तकनीकी सफलताओं की कुंजी बन गया है।
सिलिकॉन फोटॉन प्रौद्योगिकी: CMOS प्रक्रिया के साथ ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक संलयन को सशक्त बनाना
सिलिकॉन फोटोनिक्स प्रौद्योगिकी सीएमओएस तकनीक के माध्यम से फोटोनिक डिवाइस और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के सिंगल - चिप एकीकरण को प्राप्त करती है, पारंपरिक ऑप्टिकल मॉड्यूल की असतत वास्तुकला को पूरी तरह से बदल देती है। उदाहरण के लिए, एक निश्चित उद्यम द्वारा जारी एक 400 ग्राम सिलिकॉन ऑप्टिकल मॉड्यूल 4 मिमी × 8 मिमी चिप पर लेज़रों, फोटोडेटेक्टर्स, मॉड्यूलेटर और ड्राइवर सर्किट को एकीकृत करता है, जिससे पारंपरिक समाधानों की तुलना में बिजली की खपत को 40% तक कम और 30% की लागत कम हो जाती है। उनमें से, फोटोडेटेक्टर एक पिन डायोड संरचना को अपनाता है, और डोपिंग एकाग्रता और अवशोषण परत की मोटाई को अनुकूलित करके 1310nm के तरंग दैर्ध्य पर 0.9a/w की उच्च प्रतिक्रियाशीलता प्राप्त करता है।
3 डी सीओ पैकेजिंग प्रौद्योगिकी: पैकेजिंग बाधाओं को तोड़ना
800G/1.6T ऑप्टिकल मॉड्यूल में, 3D CO पैकेजिंग तकनीक (CPO) ऑप्टिकल इंजन और DSP चिप के साथ लंबवत रूप से स्टैक डायोड को ढेर करता है, और छेद (TSV) के माध्यम से सिलिकॉन के माध्यम से विद्युत परस्पर संबंध प्राप्त करता है। उदाहरण के लिए, एक निश्चित उद्यम द्वारा विकसित एक सीपीओ ऑप्टिकल मॉड्यूल माइक्रो बंप बॉन्डिंग के माध्यम से एक टीआईए (ट्रांसिमेडेंस एम्पलीफायर) चिप के साथ एक फोटोडेटेक्टर सरणी को जोड़ता है, परजीवी कैपेसिटेंस को 0.1pf से कम करता है और 56GBAUD PAM4 सिग्नल ट्रांसमिशन का समर्थन करता है, जो 10 ⁻ से बेहतर होता है।
3, फ़ंक्शन विस्तार: सिग्नल डिटेक्शन से बुद्धिमान धारणा तक
ऑप्टिकल संचार में डायोड की भूमिका निष्क्रिय सिग्नल डिटेक्शन से सक्रिय बुद्धिमान धारणा तक विकसित हो रही है।
फोटोडायोड सरणी: बहुआयामी ऑप्टिकल सिग्नल निगरानी प्राप्त करना
सभी - ऑप्टिकल नेटवर्क में, फोटोडायोड सरणियाँ वास्तविक - समय मापदंडों जैसे ऑप्टिकल पावर, तरंग दैर्ध्य और फाइबर ऑप्टिक लिंक के ध्रुवीकरण राज्य जैसे समय मापदंडों की निगरानी कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, एक एकीकृत ऑप्टिकल मॉनिटरिंग मॉड्यूल (ISM) एक निश्चित उद्यम द्वारा लॉन्च किया गया एक 8-चैनल INGAAS फोटोडायोड सरणी का उपयोग करता है, जो AI एल्गोरिदम के साथ संयुक्त है, फाइबर झुकने और कनेक्टर गंदगी जैसे दोषों का सही पता लगाने के लिए, नेटवर्क ऑपरेशन और रखरखाव दक्षता में 80%तक सुधार करता है।
ट्यून करने योग्य फोटोडेटेक्टर: गतिशील तरंग दैर्ध्य प्रबंधन का समर्थन करता है
C+L बैंड विस्तारित ट्रांसमिशन सिस्टम में, ट्यून करने योग्य फोटोडेटेक्टर्स अवशोषण परत की मोटाई या अपवर्तक सूचकांक को समायोजित करके 1260-1620NM की तरंग दैर्ध्य रेंज में गतिशील कवरेज प्राप्त करते हैं। उदाहरण के लिए, एक निश्चित उद्यम द्वारा विकसित MEMS तकनीक पर आधारित एक ट्यून करने योग्य डिटेक्टर में 100nm/MS की तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग गति होती है, C+L बैंड में 400G सिस्टम के सीमलेस स्विचिंग का समर्थन करता है, और एकल फाइबर क्षमता को 50%तक बढ़ाता है।
4, औद्योगिक श्रृंखला सहयोग: उपकरणों से पारिस्थितिकी तक का विकास
डायोड के विकास को अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम औद्योगिक श्रृंखलाओं के सहयोगी नवाचार से अलग नहीं किया जा सकता है।
सामग्री आपूर्तिकर्ता: बड़े - आकार के सब्सट्रेट की अड़चन के माध्यम से तोड़ना
SIC सब्सट्रेट को 4 इंच से 8 इंच तक अपग्रेड करने से सिंगल वेफर्स के आउटपुट में 4 गुना बढ़ सकता है और लागत 60%कम हो सकती है। एक निश्चित उद्यम ने 8 - इंच SIC सब्सट्रेट का बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त किया है, जिसमें 90%से अधिक की उपज दर है, जो ऑप्टिकल संचार डायोड के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के लिए नींव रखती है।
उपकरण निर्माता: सिलिकॉन फोटोनिक्स पारिस्थितिकी तंत्र के सुधार को बढ़ावा देना
लिथोग्राफी मशीनों और नक़्क़ाशी मशीनों जैसे प्रमुख उपकरणों की सटीकता को उप नैनोमीटर स्तर में सुधार किया गया है, जो सिलिकॉन ऑप्टिकल चिप्स के फीचर आकार में कमी का समर्थन करता है जो 90NM से नीचे है। उदाहरण के लिए, एक कंपनी ने एक सिलिकॉन फोटॉन ईयूवी लिथोग्राफी मशीन जारी की है जो 30nm के भीतर फोटॉन उपकरणों के लाइनविड्थ को नियंत्रित कर सकती है, जिससे फोटोडेटेक्टर्स की प्रतिक्रिया गति 200GHz से अधिक हो सकती है।
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