Korvattuuko diodeja tulevissa viestintälaitteissa?

1, Materiaalivallankumous: Laajakaistan puolijohteiden suorituskyvyn rajan muuttaminen
Perinteisiä piitä - perustuvia diodeja rajoittavat materiaalien ominaisuudet ja niillä on merkittävä suorituskyvyn heikkeneminen korkealla - taajuudella, korkea - lämpötilassa ja korkea - virtalähteet. Piilarbidin (sic) ja galliumnitridin (GAN) edustamat leveät kaistalevyn puolijohdemateriaalit ovat tulossa avainsuuntaan viestinnän diodien päivittämiseen.
SiC -diodi: täydellinen tasapaino korkean taajuuden ja kestävän jännitteen välillä
SiC Schottky -suojasiodit (SBDS) Excel optisen moduulin tehonhallinnassa niiden erittäin alhaisen käänteisen palautusvarauksen (QC) ja korkean lämpötilan stabiilisuuden vuoksi. 400G: n optisen moduulin PFC -piirissä sic -diodit voivat vähentää kytkentähäviöitä 60% ja tukea korkeaa - lämpötilan käyttöä 175 asteessa täyttäen tiheästi käyttöön otettujen tietokeskusten lämmönpoistovaatimukset. Globaalien sic -diodimarkkinoiden odotetaan nousevan 458 miljoonaan dollariin vuonna 2023, ja optisen viestintäsektorin osuus on yli 30%. Sen ennustetaan ylittävän 2,3 miljardia dollaria vuoteen 2030 mennessä.
Gan -diodi: Tehokas työkalu erittäin nopeaan signaalinkäsittelyyn
GAN -materiaalin korkea elektronien liikkuvuus tekee siitä ihanteellisen valinnan korkealle - taajuusoptiseen viestintään. Koherentissa optisissa siirtojärjestelmissä GAN -pohjaiset fotodetektorit voivat lisätä kaistanleveyttä yli 100 GHz: iin ja tukea yhden aallon 800G tai jopa 1,6T -siirtoa. Esimerkiksi tietyn yrityksen kehittämän SI -fotodiodin GAN: n reaktiivisuus on 0,8A/W aallonpituudella 1550 nm, mikä on 40% korkeampi kuin perinteiset InGAA: n materiaalit. Samanaikaisesti tumma virta pelkistetään alle 1NA: n, mikä parantaa merkittävästi signaalia - - -melusuhteeseen.
2, Rakenteellinen innovaatio: Diskreetistä laitteista optoelektroniseen integraatioon
Optisten viestintäjärjestelmien kehityksen myötä miniatyrisoitumiseen ja pienen virrankulutukseen diodien ja fotonisten laitteiden integroinnista on tullut avain teknologisiin läpimurtoihin.
Piilifotonitekniikka: Optoelektronisen fuusion valtuuttaminen CMOS -prosessiin
Piilotoniikkatekniikka saavuttaa fotonisten laitteiden ja elektronisten piirien siru -integroinnin yhden - CMOS -tekniikan kautta, muuttaen täysin perinteisten optisten moduulien erillistä arkkitehtuuria. Esimerkiksi tietyn yrityksen vapauttama 400 g: n pii -optinen moduuli integroi laserit, fotodeektorit, modulaattorit ja kuljettajapiirit 4 mm × 8 mm: n sirulle, vähentäen virrankulutusta 40% ja kustannukset 30% verrattuna perinteisiin ratkaisuihin. Niiden joukossa fotodetektori omaksuu PIN -diodirakenteen ja saavuttaa korkean reaktiivisuuden 0,9a/W aallonpituudella 1310 nm optimoimalla seostuspitoisuus- ja absorptiokerroksen paksuus.
3D CO -pakkaustekniikka: Pakkausesteiden hajottaminen
800G/1,6T -optisessa moduulissa 3D CO -pakkaustekniikka (CPO) pinotaan diodeja pystysuoraan optisen moottorin ja DSP -sirun kanssa ja saavuttaa sähköisen kytkentä piin läpi reikien (TSV) kautta. Esimerkiksi tietyn yrityksen kehittämä CPO -optinen moduuli yhdistää fotodeteektoriryhmän TIA -sirulla mikrohyökkäyksen kautta, vähentämällä loiskapasitanssia alle 0,1pf: n ja tukee 56Gbaud PAM4 -signaalin lähetystä bittivirhearvolla yli 10 ⁻¹⁵.
3, Funktion laajennus: signaalin havaitsemisesta älykäs havainto
Diodien rooli optisessa viestinnässä kehittyy passiivisesta signaalin havaitsemisesta aktiiviseen älykkääseen havaintoon.
Fotodiodiryhmä: Moniulotteisen optisen signaalin seurannan saavuttaminen
Kaikissa - optisissa verkoissa fotodiodijärjestelmät voivat seurata todellisia - -aikaparametreja, kuten optisten linkkien optinen teho, aallonpituus ja polarisaatiotila. Esimerkiksi tietyn yrityksen käynnistämä integroitu optinen valvontamoduuli (ISM) käyttää 8-kanavaista INGAAS-fotodiodiryhmää yhdistettynä AI-algoritmeihin, jotta voidaan löytää vikoja, kuten kuidun taivutus ja liittimen DIRT, parantaen verkon toimintaa ja ylläpitotehokkuutta 80%.
Viritettävä valodetektori: tukee dynaamista aallonpituuden hallintaa
C+L -kaistan laajennetussa lähetysjärjestelmässä viritettävät valodeektorit saavuttavat dynaamisen peiton aallonpituusalueella 1260-1620Nm säätämällä absorptiokerroksen paksuus tai taitekerroin. Esimerkiksi tietyn yrityksen kehittämällä MEMS -tekniikkaan perustuvalla viritettävällä ilmaisimella on aallonpituuden viritysnopeus 100 nm/ms, tukee 400G -järjestelmien saumattomia kytkentä C+L -kaistalla ja lisää yhden kuidun kapasiteettia 50%.
4, Vaihtoehtoinen uhka: Kvanttitekniikan ja uusien laitteiden haaste
Vaikka diodeilla on keskeinen asema optisessa viestinnässä, nousevat tekniikat, kuten kvanttiviestintä ja yksi fotonin havaitseminen, aiheuttavat edelleen mahdollisia uhkia heille.
Quantum Dot Fotodiodi: Yksittäinen fotonitason havaitseminen
Quantum Dot -valodiodit voivat saavuttaa yhden fotonitason havaitsemisen säätelemällä kvanttipisteiden kokoa tarjoamalla ydinlaitteen tukea optiselle kvanttiviestinnälle. Esimerkiksi tietyn yrityksen kehittämän Quantum Dot -detektorin tumma määränopeus on alle 100 Hz aallonpituudella 1550 nm ja havaitsemistehokkuus 90%. Sitä on sovellettu Quantum Key Distribution (QKD) -järjestelmissä.
Grafeenin ilmaisin: Terahertsin tason vasteen nopeus
Grafeeninilmaisimien, joilla on nolla kaistalevyominaisuudet, teoreettinen reaktionopeus on jopa 1THz, ylittäen huomattavasti perinteiset puolijohdemateriaalit. Esimerkiksi tietyn yrityksen kehittämän grafeenin valodetektorin reaktio on 0,5a/paino taajuusalueella 0,3-1,5 THz, mikä tarjoaa avainlaitteen terahertsikommunikaatioon.
https://www.trrsemicon.com/transistor/p {{2 }Channel.