在日前举行的光纤通信50年高峰论坛上,一篇由浙江大学信息与电子工程学院副教授余辉、浙江大学信息与电子工程学院教授、博士生导师杨建义年出版的文章获得透露。文章回应,当前短距离光网络主要使用VCSEL技术,随着传输距离多达1公里,以及传输速率多达100Gb/s并渐渐转入Tb/s的范围,基于单模光纤的硅光子技术在成本、功耗以及比特率上渐渐表明出有了显著的优势。
通过波分适配,硅光子技术可将光网络的比特率提高到空前的水平。 于是以因为如此,世界各国还包括学术界和企业界的许多机构皆对硅光网络技术进行了普遍的研究。不少公司早已或者正在发售涉及产品。
目前研究的重点早已从单个硅光器件功能的构建和性能的提升,移往到硅光工艺平台(platform)的建设,以及高速发送模块(transceiver)的研发。 文章认为,利用CMOS标准工艺线在SOI衬底上制作硅基构建光路,目前手段和技术皆早已十分成熟期。除激光器继续还无法以CMOS相容的方式展开单片构建,基于硅波导的其他器件,还包括无源波导、波分复用器件、调制器、探测器的性能皆早已十分成熟期。但是,构建光路与集成电路在衬底材料、特征尺寸、明确生产工艺等方面皆不存在较小的差异,因此目前光路与电路的构建经常通过混合构建的方式展开。
即光芯片与电芯片在各自的平台上展开独立国家设计与生产,再行通过wire-bonding或flip-chipbonding的方式装配。 混合构建的优势是灵活性度低,前期工艺成本低,工艺升级便利,并且键合技术的变革也在使得其成本和宿主效应大大减少。
但混合构建的弊端在于光芯片与电芯片之间的键合会引发宿主效应,以及便宜的后期PCB成本。同时,由于整体性能测试不能在光芯片与电芯片各自解理并最后装配之后才能展开,大大增加了测试成本。光路与电路的单片构建方案则可解决问题以上问题,毫无疑问,光路与电路的高性能低成本单片构建仍然代表着硅基光子学发展的终极目标。
目前利用硅光技术展开光发送模块研发的公司有数十几家,涉及产品在主要技术指标上早已日益成熟期,目前考虑到更好是如何降低成本以提升产品竞争力,符合市场需求。文章在讲解涉及硅光子产品时,并没提及一家中国公司,可见国内在硅光子领域的大大领先。 中国科学院半导体研究所副所长、博士生导师祝宁华也在论坛上回应,尽管中国在光子构建领域早已获得了一些成果,但在光电子器件生产装备研发投放集中,没创建硅基和InP基光电子体系化研发平台,芯片流片加工基本都在新加坡、加拿大、荷兰、中国台湾、德国等地展开。
祝宁华认为,光电子器件的核心技术与制取工艺密切相关,在外流片造成973和863核心技术大量萎缩,我国在高端信息光电子芯片装备研发方面缺少持续系统的投放,造成与国外差距更进一步增大。
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