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陕西源杰潘彦廷博士《高速光通信激光芯片进展》

摘要:讯石《2020年讯石“创芯时代”邳州论坛暨年度总结大会》会上,陕西源杰半导体技术有限公司研发副总潘彦廷博士发表《高速光通信激光芯片进展》主题报告。报告介绍了国际上高速激光器的发展进程以及掩埋型波导和脊波导两种类型的趋势以及源杰的产品对比。

  ICCSZ讯(编辑:Anton)在讯石《2020年讯石“创芯时代”邳州论坛暨年度总结大会》会上,陕西源杰半导体技术有限公司研发副总潘彦廷博士发表《高速光通信激光芯片进展》主题报告。报告围绕高速激光器的发展进程以及掩埋型波导和脊波导的差异进行分析。

      现全球的IP通讯量增长迅速,从2017年到2022年高速通信量的复合增长率(GAGR)为26%。在移动数据上,智能手机的数据量远超电视和电脑,未来5G存在非常大的数据需求,流量激增下需要高速光通信模块搭载高速激光芯片来传输海量的数据。

  潘彦廷博士表示,直调激光器的设计瓶颈在于载子密度不均进而引发光电信号高速调制上的问题,因此在信号传输过程中会出现过冲、抖动、延迟、啁啾等等的情况。在国际研讨会论文的高速光芯片发表历程,2012年NTT首次提出了50Gbit/s直调激光器,在25℃带宽达到31GHz,利用降低寄生电容的BCB的设计。同年Fujitsu也发表25GHz带宽,50Gbit/s直调激光器在50℃下操作,接着2014年Oclaro发表了50Gbs 直调激光器赋予其在25~85℃更宽温条件下使用。2015年Finisar发表高带宽40GHz激光器,操作在50℃下可达50Gbit/s。 2019年Oclaro更推出的106Gbps激光器,温度可操作在80℃,以上的高速产品基本特性表现已经非常优异,下一步需要考量的是商用化后的可靠性议题。

  潘彦廷博士针对大于50Gbit/s高速直调激光器趋势总结为以下几个问题:

  1. 有效腔长是否要越做越短?

  2. 脊波导设计是否已经达到速率上的极限?

  3. 导入有机材料BCB或polyimide的必要性?

  4. 50Gbit/s高速下激光器有源区的极限设计,对商用可靠性是否会出现设计瓶颈?

  目前高速激光器所用到的材料主要有两种,InGaAsP(铟镓砷磷)和AlInGaAs(砷化铝铟镓)。高速材料首选是AlInGaAs, 主要是因为此材料在高温下有较好的性能。而为了进一步提升特性,学术研发上掩埋型波导的提出,能再次提升调制速率,而AlInGaAs的掩埋型波导对商用可靠性挑战较高。至于商业上广用的脊波导是相对风险低的设计,工艺简单但是不会裸露有源区,避免了有源区材质暴露的风险,可靠性相对有保障。

  国外企业很早就开始布局25Gbit/s高速激光器,积累了深厚的技术来应对5G无线应用与大数据中心的需求,这方面国内的芯片厂已起步追赶。因应5G无线应用的需求,源杰也推出了相应25Gbit/s产品,包括5G无线所需求6波工业级的25G CWDM、12波的25G LWDM和25G MWDM等全系列方案、甚至推出中传应用的更高速50G PAM4 DFB 激光器

  潘彦廷博士介绍了陕西源杰半导体公司的概况。陕西源杰半导体技术有限公司成立于2013年,专注于开发光通信激光器,源杰主张产品以可靠性为主进行优化设计开发。公司制造能力从外延到晶圆工艺到芯片测试做到了垂直整合全覆盖。源杰的优势在于:

  1. 独立自主外延到芯片端的设计与制造,开发周期短,多批量可靠性验证保证。

  2. 国内少数具备电子束技术设备的公司,少数具备商用仿真软件与自有独立开发编程的公司。

  3. 除了脊波导与掩埋型波导双技术实力。

  4. 具备高速芯片产品设计实力,例如:降低寄生效应设计等经验。

  总的来说,目前市面上国产激光器首要需以高可靠性作为第一目标,未来希望加大研发、投资力度,在可靠的前提下提供更高带宽、高比特率的国产高速激光芯片。

内容来自:讯石光通讯咨询网
本文地址:http://www.iccsz.com//Site/CN/News/2020/01/10/20200110012331507710.htm 转载请保留文章出处
关键字: 激光器 国产
文章标题:陕西源杰潘彦廷博士《高速光通信激光芯片进展》
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