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電子加工新聞

從激光芯片看光通信發(fā)展

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

激光芯片在光通信領(lǐng)域的應用很廣,對于通信系統(tǒng),光通信是采用光作為信號媒介傳播,因此激光器的穩(wěn)定性、波長、半峰值等都十分關(guān)鍵。激光的應用很多,如下圖的在通信、...

激光芯片在光通信領(lǐng)域的應用很廣,對于通信系統(tǒng),光通信是采用光作為信號媒介傳播,因此激光器的穩(wěn)定性、波長、半峰值等都十分關(guān)鍵。


激光的應用很多,如下圖的在通信、消費電子、工業(yè)加工領(lǐng)域都有前景。





但就光通信而言,目前國內(nèi)還大部分停留在器件封裝和后端應用階段,在光芯片領(lǐng)域的成績并不理想。




從光通信的傳輸工作原理上看,激光芯片屬于源頭的有源芯片。




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(jù)功能的不同,光通信芯片可分為激光器芯片以及探測器芯片:(1)激光器芯片依據(jù)發(fā)光類型可細分為面發(fā)射與邊發(fā)射激光器芯片:①面發(fā)射激光器芯片為VCSEL芯片,適用于短距場景;②邊發(fā)射激光器芯片包括FP、DPF以及EML芯片,其中FP芯片適用于中短距場景,DFB以及EML芯片適用于中長距、高速率場景。EML芯片在DFB芯片的基礎(chǔ)上增加電吸收調(diào)制器以增加激光器的輸出功率、傳輸速率及溫度穩(wěn)定性等;來源:頭豹研究院編輯整理(2)探測器芯片分為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,應用于中短距離的光通信傳輸。雪崩二級管探測器在靈敏度以及接收距離上優(yōu)于二級管探測器,但成本高于二級管探測器。


光通信芯片為光通信產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)壁壘最高的一環(huán),亦是光模塊成本最高的器件。下游光模塊企業(yè)為在芯片上不受制于人,紛紛布局光通信芯片行業(yè)。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(chǎn)能力。中際旭創(chuàng)通過設(shè)立寧波澤云投資合伙企業(yè)投資陜西源杰以保證穩(wěn)定的芯片供貨渠道。2018年,華工創(chuàng)投牽頭成立武漢云嶺光電,為其母公司光模塊企業(yè)華工科技提供芯片。



芯片的生產(chǎn)離不開關(guān)鍵的半導體設(shè)備和基板襯底:





光通信芯片生產(chǎn)過程中所用到的設(shè)備包括光刻機、刻蝕機以及外延設(shè)備等。中國半導體設(shè)備產(chǎn)業(yè)薄弱,高端設(shè)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(yè)(荷蘭ASML、日本Nikon以及日本Canon)合計占據(jù)75%的份額。國際巨頭美國泛林集團、日本東京電子、美國應用材料共占據(jù)了全球刻蝕機市場80%以上的份額。


目前企業(yè)大部分光通信器件的運營模式分為以下三種:



光迅科技在通過收購一些國外的芯片制造,目前也具備IDM的規(guī)模了。



上圖是一個完整的光通信用的光模塊圖,集激光發(fā)射和激光探測為一體。


我們再看以下常用的幾款通信激光芯片





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