ICC訊 9月4-5日,第21屆訊石研討會(huì)(iFOC 2023)吸引了來(lái)自近700家企業(yè)的1000多位嘉賓出席,聆聽(tīng)行業(yè)專家學(xué)者及技術(shù)骨干的干貨分享及巔峰對(duì)話,共享光通信行業(yè)的前沿技術(shù)及市場(chǎng)信息。
9月4日,鈮奧光電董事長(zhǎng)蔡鑫倫在第21屆訊石研討會(huì)的通信半導(dǎo)體芯片、材料發(fā)展論壇上發(fā)表《薄膜鈮酸鋰光電子集成技術(shù)與芯片》的主題演講。
鈮奧光電成立于2020年7月,專注基于薄膜鈮酸鋰材料的新一代光子芯片設(shè)計(jì)、制造和器件封裝,并且為客戶提供定制化研發(fā)服務(wù)。
在光纖通信領(lǐng)域,光電調(diào)制器是實(shí)現(xiàn)信息從電域到光域轉(zhuǎn)換的核心器件,也是發(fā)射端性能的重要瓶頸。眾所周知,鈮酸鋰薄膜是非常好的電光調(diào)制器的材料。從過(guò)去光模塊的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,光模塊的速率每3年翻一番,功耗每2年下降50%,尺寸每2年下降50%,對(duì)應(yīng)到調(diào)制器上,意味著更大的調(diào)制帶寬、更小的半波電壓和更高的集成度。過(guò)去業(yè)界采用傳統(tǒng)的鈮酸鋰晶體制作調(diào)制器,性能做到很好,但是尺寸較大,為了滿足光通信產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)集成度的要求,鈮酸鋰由晶體時(shí)代進(jìn)入了薄膜時(shí)代。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新,薄膜鈮酸鋰調(diào)制器在帶寬、電壓和尺寸方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。它將成為未來(lái)光通信領(lǐng)域的重要器件之一,為高速、低功耗、小型化的光模塊提供有力支持。
鈮酸鋰作為一種難以加工的材料,由于其脆性大,一直被視為一個(gè)挑戰(zhàn)。然而,通過(guò)刻蝕硅的工藝,許多企業(yè)和團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功地加工出了高質(zhì)量的鈮酸鋰薄膜。鈮奧光電更是實(shí)現(xiàn)了在四英寸的鈮酸鋰薄膜上批量加工電光調(diào)制器,其芯片的最佳傳輸損耗可達(dá)小于0.03dB/cm。
蔡鑫倫對(duì)比了美國(guó)EO Space的傳統(tǒng)鈮酸鋰晶體調(diào)制器和中山大學(xué)、鈮奧光電、中國(guó)電科13所聯(lián)合研發(fā)的薄膜鈮酸鋰調(diào)制器。從帶寬、電壓和尺寸方面來(lái)看,薄膜鈮酸鋰都是更優(yōu)的方案,這顯示出其在調(diào)制器領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢(shì)。
薄膜鈮酸鋰的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)大尺寸晶圓規(guī)模制造,以降低成本。這將進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,并增強(qiáng)其在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。在大帶寬、低功耗、低損耗、小尺寸的優(yōu)點(diǎn)后,再加上低成本,將使薄膜鈮酸鋰成為更理想的選擇。
與磷化銦相比,薄膜鈮酸鋰在長(zhǎng)距離超長(zhǎng)距離的產(chǎn)品封裝上具有優(yōu)勢(shì)。它可以采用非氣密封裝,從而降低成本,而磷化銦則需要?dú)饷芊庋b。在性能方面,薄膜鈮酸鋰對(duì)比硅光和磷化銦都有明顯優(yōu)勢(shì)。
隨著長(zhǎng)途相干向單波800G/1.6T演進(jìn),推動(dòng)200GB+高帶寬器件的發(fā)展,預(yù)計(jì)2025年后薄膜鈮酸鋰將逐漸商業(yè)化。隨著調(diào)制速率要求的提高,薄膜鈮酸鋰的優(yōu)勢(shì)將更加明顯。這將為未來(lái)的通信技術(shù)帶來(lái)巨大的潛力。
鈮酸鋰薄膜調(diào)制器利用容性電極和石英襯底,同時(shí)實(shí)現(xiàn)低微波損耗和光電同步傳輸。容性行波電極不僅可以降低金屬微波損耗,還可以降低微波速率,使光波和微波在調(diào)制區(qū)域以相同的速率傳輸,光和電達(dá)到完美匹配。
蔡鑫倫介紹了實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的偏振復(fù)用IQ調(diào)制器芯片,是將四個(gè)碼幀的調(diào)制器和一個(gè)偏振合波器件集成在一起,做成一個(gè)芯片。應(yīng)用于超長(zhǎng)距光通信,調(diào)制帶寬超過(guò)110GHz,半波電壓只有1V,綜合性能非常好。
蔡鑫倫隨后介紹鈮酸鋰薄膜在光傳感激光雷達(dá)中的應(yīng)用,特別是在第二代激光雷達(dá)。第一代激光雷達(dá)TOF(飛行時(shí)間),指的是用光脈沖在目標(biāo)物與激光雷達(dá)間的飛行時(shí)間乘以光速來(lái)測(cè)算距離。第二代激光雷達(dá)FMCW(調(diào)頻連續(xù)波),可直接獲得目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離和速度。
蔡鑫倫最后總結(jié)到三五族和鈮酸鋰薄膜材料的特性非?;パa(bǔ),通過(guò)將三五族異質(zhì)集成到鈮酸鋰薄膜上,可以制作出收發(fā)一體的激光器芯片,用于相干光通信,這是也是未來(lái)的重要發(fā)展方向。
2023年12月27日下午2點(diǎn)-5點(diǎn)將在旭創(chuàng)光電產(chǎn)業(yè)園(江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)勝浦路168號(hào))進(jìn)行3小時(shí)的《鈮酸鋰薄膜光電子器件與芯片》培訓(xùn),歡迎聯(lián)系訊石工作人員報(bào)名。
課程大綱:
第一節(jié)課:介紹鈮酸鋰薄膜材料、工藝和典型的功能器件(包括電光調(diào)制器和偏振控制器)。
第二節(jié)課:介紹鈮酸鋰薄膜芯片在數(shù)據(jù)中心光互連、長(zhǎng)距離相干光通信、以及光纖傳感中的應(yīng)用。
第三節(jié)課:討論鈮酸鋰薄膜光電子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展,以及未來(lái)可能的兩條演進(jìn)路線。
咨詢聯(lián)系:Anton 13008796725(微信號(hào)同號(hào))