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電子加工新聞

從激光芯片看光通信發展

星之球科技 來源:光電子技術和芯片知識2021-03-09 我要評論(0 )   

激光芯片在光通信領域的應用很廣,對於(yu) 通信係統,光通信是采用光作為(wei) 信號媒介傳(chuan) 播,因此激光器的穩定性、波長、半峰值等都十分關(guan) 鍵。激光的應用很多,如下圖的在通信、...

激光芯片在光通信領域的應用很廣,對於(yu) 通信係統,光通信是采用光作為(wei) 信號媒介傳(chuan) 播,因此激光器的穩定性、波長、半峰值等都十分關(guan) 鍵。


激光的應用很多,如下圖的在通信、消費電子、工業(ye) 加工領域都有前景。





但就光通信而言,目前國內(nei) 還大部分停留在器件封裝和後端應用階段,在光芯片領域的成績並不理想。




從(cong) 光通信的傳(chuan) 輸工作原理上看,激光芯片屬於(yu) 源頭的有源芯片。




光通信用到的芯片基本上都是人眼不可見的光波段,大致分類如上圖。


根據功能的不同,光通信芯片可分為(wei) 激光器芯片以及探測器芯片:(1)激光器芯片依據發光類型可細分為(wei) 麵發射與(yu) 邊發射激光器芯片:①麵發射激光器芯片為(wei) VCSEL芯片,適用於(yu) 短距場景;②邊發射激光器芯片包括FP、DPF以及EML芯片,其中FP芯片適用於(yu) 中短距場景,DFB以及EML芯片適用於(yu) 中長距、高速率場景。EML芯片在DFB芯片的基礎上增加電吸收調製器以增加激光器的輸出功率、傳(chuan) 輸速率及溫度穩定性等;來源:頭豹研究院編輯整理(2)探測器芯片分為(wei) PIN(二級管探測器)和APD(雪崩二級管探測器)。二級管靈敏度相對較低,應用於(yu) 中短距離的光通信傳(chuan) 輸。雪崩二級管探測器在靈敏度以及接收距離上優(you) 於(yu) 二級管探測器,但成本高於(yu) 二級管探測器。


光通信芯片為(wei) 光通信產(chan) 業(ye) 鏈技術壁壘最高的一環,亦是光模塊成本最高的器件。下遊光模塊企業(ye) 為(wei) 在芯片上不受製於(yu) 人,紛紛布局光通信芯片行業(ye) 。例如,光迅在2016年收購法國Almae,快速建立10G及以上高端芯片的量產(chan) 能力。中際旭創通過設立寧波澤雲(yun) 投資合夥(huo) 企業(ye) 投資陝西源傑以保證穩定的芯片供貨渠道。2018年,華工創投牽頭成立武漢雲(yun) 嶺光電,為(wei) 其母公司光模塊企業(ye) 華工科技提供芯片。



芯片的生產(chan) 離不開關(guan) 鍵的半導體(ti) 設備和基板襯底:





光通信芯片生產(chan) 過程中所用到的設備包括光刻機、刻蝕機以及外延設備等。中國半導體(ti) 設備產(chan) 業(ye) 薄弱,高端設備基本被國際巨頭把控。例如,全球光刻機市場排名前三的企業(ye) (荷蘭(lan) ASML、日本Nikon以及日本Canon)合計占據75%的份額。國際巨頭美國泛林集團、日本東(dong) 京電子、美國應用材料共占據了全球刻蝕機市場80%以上的份額。


目前企業(ye) 大部分光通信器件的運營模式分為(wei) 以下三種:



光迅科技在通過收購一些國外的芯片製造,目前也具備IDM的規模了。



上圖是一個(ge) 完整的光通信用的光模塊圖,集激光發射和激光探測為(wei) 一體(ti) 。


我們(men) 再看以下常用的幾款通信激光芯片





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