Οι δίοδοι θα αντικατασταθούν σε μελλοντικές συσκευές επικοινωνίας;

1, Επανάσταση υλικών: Ανασκόπηση του ορίου απόδοσης των ευρείων ημιαγωγών Bandgap
Τα παραδοσιακά πυριτικά - που βασίζονται σε ιδιότητες υλικού και παρουσιάζουν σημαντική αποικοδόμηση απόδοσης σε υψηλή θερμοκρασία -, υψηλή θερμοκρασία- και υψηλή θερμοκρασία -. Τα ευρύτατα υλικά ημιαγωγού Bandgap που αντιπροσωπεύονται από καρβίδιο πυριτίου (SIC) και νιτρίδιο του γαλλίου (GAN) καθίστανται βασική κατεύθυνση για την αναβάθμιση των διόδων επικοινωνίας.
Δίοδοι SIC: Τέλεια ισορροπία μεταξύ υψηλής συχνότητας και τάσης αντοχής
Οι δίοδοι φραγμού SIC Schottky (SBDs) Excel στη διαχείριση της οπτικής μονάδας λόγω του εξαιρετικά χαμηλής αντιστροφής του φορτίου ανάκτησης (QC) και της σταθερότητας υψηλής θερμοκρασίας. Στο κύκλωμα PFC της οπτικής μονάδας 400G, οι δίοδοι SIC μπορούν να μειώσουν τις απώλειες μεταγωγής κατά 60% και να υποστηρίξουν τη λειτουργία θερμοκρασίας σε υψηλό επίπεδο - σε 175 μοίρες, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις διάχυσης θερμότητας των πυκνοκατοικημένων κέντρων δεδομένων. Η παγκόσμια αγορά δίοδοι SIC αναμένεται να φτάσει τα 458 εκατομμύρια δολάρια το 2023, με τον τομέα της οπτικής επικοινωνίας να αντιπροσωπεύει πάνω από 30%. Προβλέπεται να ξεπεράσει τα 2,3 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2030.
Δίοδος GAN: Ένα ισχυρό εργαλείο για επεξεργασία σήματος εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας
Η υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων του υλικού GAN καθιστά την ιδανική επιλογή για την οπτική επικοινωνία συχνότητας. Σε συνεκτικά συστήματα οπτικής μετάδοσης, οι φωτοανιχνευτές που βασίζονται σε GAN μπορούν να αυξήσουν το εύρος ζώνης σε πάνω από 100GHz και να υποστηρίξουν τη μετάδοση ενός κύματος 800G ή ακόμα και 1,6T. Για παράδειγμα, ένα GAN σε φωτοδίοδο SI που αναπτύχθηκε από μια συγκεκριμένη επιχείρηση έχει απόκριση 0,8Α/W σε μήκος κύματος 1550nm, το οποίο είναι 40% υψηλότερο από τα παραδοσιακά υλικά IngaAS. Ταυτόχρονα, το σκοτεινό ρεύμα μειώνεται κάτω από το 1NA, βελτιώνοντας σημαντικά το σήμα - σε - αναλογία θορύβου.
2, Διαρθρωτική καινοτομία: Από διακριτές συσκευές έως οπτοηλεκτρονική ολοκλήρωση
Με την εξέλιξη των συστημάτων οπτικής επικοινωνίας προς τη μικροσκοπική και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η ενσωμάτωση των διόδων και των φωτονικών συσκευών έχει γίνει το κλειδί για τις τεχνολογικές ανακαλύψεις.
Τεχνολογία φωτονίων Silicon: Ενδυνάμωση της οπτικοηλεκτρονικής σύντηξης με CMOS
Η τεχνολογία Silicon Photonics επιτυγχάνει ενιαία ενσωμάτωση φωτονικών συσκευών και ηλεκτρονικών κυκλωμάτων μέσω της τεχνολογίας CMOS, αλλάζοντας πλήρως τη διακριτή αρχιτεκτονική των παραδοσιακών οπτικών μονάδων. Για παράδειγμα, μια οπτική μονάδα πυριτίου 400G που απελευθερώνεται από μια συγκεκριμένη επιχείρηση ενσωματώνει λέιζερ, φωτοανιχνευτές, διαμορφωτές και κυκλώματα οδηγού σε τσιπ 4 mm × 8mm, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας κατά 40% και κόστος κατά 30% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές λύσεις. Μεταξύ αυτών, ο φωτοανιχνευτής υιοθετεί μια δομή διόδου PIN και επιτυγχάνει υψηλή ανταπόκριση 0,9Α/W σε μήκος κύματος 1310Nm βελτιστοποιώντας το πάχος της συγκέντρωσης και της απορρόφησης του ντόπινγκ.
Τεχνολογία συσκευασίας 3D CO: Διακόπη των φραγμών συσκευασίας
Στην οπτική μονάδα 800G/1.6T, η τεχνολογία συσκευασίας 3D CO (CPO) στοίβες των δίδημων κατακόρυφα με τον οπτικό κινητήρα και το τσιπ DSP και επιτυγχάνει ηλεκτρική διασύνδεση μέσω πυριτίου μέσω οπών (TSV). Για παράδειγμα, μια οπτική μονάδα CPO που αναπτύχθηκε από μια συγκεκριμένη επιχείρηση συνδυάζει μια συστοιχία φωτοανιχνευτών με ένα τσιπ TIA μέσω μικρο -συγκόλλησης, μειώνοντας την παρασιτική χωρητικότητα σε κάτω από 0.1PF και υποστηρίζοντας τη μετάδοση σήματος 56GBAUD PAM4 με ένα ποσοστό σφάλματος bit καλύτερα από 10 ⁻⁵.
3, Επέκταση λειτουργίας: Από την ανίχνευση σήματος έως την έξυπνη αντίληψη
Ο ρόλος των διόδων στην οπτική επικοινωνία εξελίσσεται από την ανίχνευση παθητικού σήματος στην ενεργό έξυπνη αντίληψη.
Πίνακα φωτοδιόδων: επίτευξη πολυδιάστατης παρακολούθησης οπτικού σήματος
Σε όλα - οπτικά δίκτυα, οι συστοιχίες φωτοδιόδων μπορούν να παρακολουθούν τις πραγματικές παράμετροι -, όπως η οπτική ισχύς, το μήκος κύματος και η κατάσταση πόλωσης των συνδέσμων οπτικών ινών. Για παράδειγμα, μια ενσωματωμένη μονάδα οπτικής παρακολούθησης (ISM) που ξεκίνησε από μια συγκεκριμένη επιχείρηση χρησιμοποιεί μια συστοιχία φωτοδιώδους ingaas 8 καναλιών, σε συνδυασμό με αλγόριθμους AI, για να εντοπίσει με ακρίβεια τα σφάλματα όπως η λούφη των ινών και η βρωμιά, βελτιώνοντας τη λειτουργία του δικτύου και την αποδοτικότητα συντήρησης κατά 80%.
Ρυθμιζόμενος φωτοανιχνευτής: Υποστηρίζει δυναμική διαχείριση μήκους κύματος
Στο σύστημα εκτεταμένης μετάδοσης C+L, οι ρυθμιζόμενοι φωτοανιχνευτές επιτυγχάνουν δυναμική κάλυψη στην περιοχή μήκους κύματος 1260-1620NM ρυθμίζοντας το πάχος ή τον δείκτη διάθλασης του στρώματος απορρόφησης. Για παράδειγμα, ένας συντονισμένος ανιχνευτής που βασίζεται στην τεχνολογία MEMS που αναπτύχθηκε από μια συγκεκριμένη επιχείρηση έχει ταχύτητα συντονισμού μήκους κύματος 100Nm/ms, υποστηρίζει απρόσκοπτη μετατόπιση των συστημάτων 400G στη ζώνη C+L και αυξάνει την χωρητικότητα των μονών ινών κατά 50%.
4, Εναλλακτική απειλή: Η πρόκληση της κβαντικής τεχνολογίας και των νέων συσκευών
Παρόλο που οι δίοδοι καταλαμβάνουν μια κεντρική θέση στην οπτική επικοινωνία, οι αναδυόμενες τεχνολογίες, όπως η κβαντική επικοινωνία και η ανίχνευση μεμονωμένων φωτονίων, εξακολουθούν να αποτελούν πιθανές απειλές γι 'αυτούς.
Φωτοδότη Quantum Dot: Δυνατότητα ανίχνευσης επιπέδου φωτονίων
Οι φωτοδιόδες κβαντικής κουκίδας μπορούν να επιτύχουν ανίχνευση επιπέδων φωτονίων με τη ρύθμιση του μεγέθους των κβαντικών κουκίδων, παρέχοντας υποστήριξη πυρήνα για οπτική κβαντική επικοινωνία. Για παράδειγμα, ένας ανιχνευτής κβαντικής κουκίδας που αναπτύχθηκε από μια συγκεκριμένη επιχείρηση έχει ρυθμό σκούρου μέτρησης μικρότερο από 100Hz σε μήκος κύματος 1550nm και απόδοση ανίχνευσης 90%. Έχει εφαρμοστεί σε συστήματα διανομής κβαντικού κλειδιού (QKD).
Ανιχνευτής γραφένιο: ταχύτητα απόκρισης επιπέδου terahertz
Οι ανιχνευτές graphene, με τα μηδενικά χαρακτηριστικά τους Bandgap, έχουν μια θεωρητική ταχύτητα απόκρισης μέχρι το 1thz, υπερβαίνουν πολύ τα παραδοσιακά υλικά ημιαγωγών. Για παράδειγμα, ένας φωτοανιχνευτής graphene που αναπτύχθηκε από μια συγκεκριμένη επιχείρηση έχει απόκριση 0,5α/w στην περιοχή συχνοτήτων 0,3-1,5 THz, παρέχοντας μια βασική συσκευή για την επικοινωνία terahertz.
https: