آیا دیودها در دستگاههای ارتباطی آینده جایگزین می شوند؟

1 ، انقلاب مادی: تغییر شکل مرز عملکرد نیمه هادی های باند پهن
دیودهای سنتی سیلیکون - توسط خصوصیات مواد محدود شده و تخریب عملکرد قابل توجهی را در فرکانس بالا- ، دمای بالا- و سناریوهای قدرت بالا- بالا نشان می دهند. مواد نیمه هادی باند گسترده ای که توسط کاربید سیلیکون (SIC) و گالیم نیترید (GAN) نشان داده شده است ، به یک جهت اصلی برای به روزرسانی دیودهای ارتباطی تبدیل می شوند.
دیود Sic: تعادل کامل بین فرکانس بالا و ولتاژ مقاومت
دیودهای سد SIC Schottky (SBDS) به دلیل بار بازیابی معکوس بسیار کم (QC) و ثبات دمای بالا ، در مدیریت انرژی ماژول نوری برتری دارند. در مدار PFC ماژول نوری 400G ، دیودهای SIC می توانند ضررهای سوئیچینگ را 60 ٪ کاهش دهند و از عملکرد دما {3} بالا که در 175 درجه پشتیبانی می کنند ، پشتیبانی می کنند و الزامات اتلاف گرما مراکز داده های متراکم مستقر را برآورده می کنند. پیش بینی می شود بازار جهانی دیود SIC در سال 2023 به 458 میلیون دلار برسد که بخش ارتباطات نوری بیش از 30 ٪ را تشکیل می دهد. پیش بینی می شود تا سال 2030 از 2.3 میلیارد دلار پیشی بگیرد.
دیود گان: ابزاری قدرتمند برای پردازش سیگنال با سرعت بالا
تحرک الکترونی بالا مواد GAN آن را به یک انتخاب ایده آل برای ارتباط نوری فرکانس بالا {{0}. در سیستم های انتقال نوری منسجم ، فوتودکتورهای مبتنی بر GAN می توانند پهنای باند را به بیش از 100 گیگاهرتز افزایش داده و از انتقال تک موج 800 گرم یا حتی 1.6T پشتیبانی کنند. به عنوان مثال ، یک GAN در Photodiode SI که توسط یک شرکت خاص ساخته شده است ، دارای پاسخگویی 0.8a/W در طول موج 1550 نانومتر است که 40 ٪ بیشتر از مواد سنتی INGAAS است. در عین حال ، جریان تاریک به زیر 1NA کاهش می یابد ، و به طور قابل توجهی سیگنال-} به -} را بهبود می بخشد.
2 ، نوآوری ساختاری: از دستگاه های گسسته گرفته تا ادغام نوری
با تکامل سیستم های ارتباطی نوری به سمت مینیاتوریزاسیون و مصرف انرژی کم ، ادغام دیودها و دستگاههای فوتونیک به کلید پیشرفت های فناوری تبدیل شده است.
فناوری فوتون سیلیکون: توانمندسازی همجوشی نوری با فرایند CMOS
فن آوری فوتونیک سیلیکون به تک - integration یکپارچه سازی دستگاه های فوتونی و مدارهای الکترونیکی از طریق فناوری CMOS ، به طور کامل معماری گسسته ماژول های نوری سنتی را تغییر می دهد. به عنوان مثال ، یک ماژول نوری سیلیکون 400 گرم که توسط یک شرکت خاص منتشر می شود ، لیزرها ، فوتودکتورها ، تعدیل کننده ها و مدارهای درایور را در تراشه 4 میلی متر × 8 میلی متر ادغام می کند و باعث کاهش مصرف برق 40 ٪ و 30 ٪ در مقایسه با راه حل های سنتی می شود. در میان آنها ، فوتودکتور یک ساختار دیود پین را اتخاذ می کند ، و با بهینه سازی غلظت دوپینگ و ضخامت لایه جذب ، در طول موج 1310 نانومتر به پاسخ بالایی از 0.9a/W در طول موج 1310 نانومتر می رسد.
فناوری بسته بندی 3D CO: شکستن موانع بسته بندی
در ماژول نوری 800G/1.6T ، فناوری بسته بندی CO 3D (CPO) به طور عمودی با موتور نوری و تراشه DSP پشته می شود و از طریق سوراخ ها (TSV) به اتصال الکتریکی می رسد. به عنوان مثال ، یک ماژول نوری CPO که توسط یک شرکت خاص ساخته شده است ، یک آرایه فوتودکتور را با یک تراشه TIA از طریق پیوند میکرو برآمدگی ترکیب می کند ، خازن انگلی را به زیر 0.1pf کاهش می دهد و از انتقال سیگنال 56Gbaud PAM4 با میزان خطای کمی بهتر از 10 ⁻⁵ استفاده می کند.
3 ، گسترش عملکرد: از تشخیص سیگنال گرفته تا ادراک هوشمند
نقش دیودها در ارتباطات نوری از تشخیص سیگنال منفعل به ادراک هوشمند فعال در حال تحول است.
آرایه Photodiode: دستیابی به نظارت بر سیگنال نوری چند بعدی
در همه شبکه های نوری - ، آرایه های Photodiode می توانند پارامترهای زمان واقعی-} واقعی مانند قدرت نوری ، طول موج و حالت قطبش پیوندهای فیبر نوری را کنترل کنند. به عنوان مثال ، یک ماژول مانیتورینگ نوری یکپارچه (ISM) که توسط یک شرکت خاص راه اندازی شده است ، از یک آرایه Photodiode 8 کانال INGAAS ، همراه با الگوریتم های AI ، برای یافتن دقیق گسلهایی مانند خم شدن فیبر و خاک اتصال ، استفاده می کند و عملکرد شبکه و راندمان نگهداری را 80 ٪ بهبود می بخشد.
photodetector قابل تنظیم: از مدیریت طول موج پویا پشتیبانی می کند
در سیستم انتقال گسترده باند C+L ، فوتودکتورهای قابل تنظیم با تنظیم ضخامت یا ضریب شکست لایه جذب ، پوشش پویا را در محدوده طول موج 1260-1620nm به دست می آورند. به عنوان مثال ، یک ردیاب قابل تنظیم مبتنی بر فناوری MEMS که توسط یک شرکت خاص ایجاد شده است ، دارای سرعت تنظیم طول موج 100 نانومتر در میلی ثانیه است ، از سوئیچینگ یکپارچه 400 گرم در باند C+L پشتیبانی می کند و ظرفیت فیبر منفرد را 50 ٪ افزایش می دهد.
4 ، تهدید جایگزین: چالش فناوری کوانتومی و دستگاه های جدید
اگرچه دیودها موقعیت اصلی در ارتباطات نوری را اشغال می کنند ، اما فناوری های نوظهور مانند ارتباطات کوانتومی و تشخیص تک فوتون هنوز تهدیدهای احتمالی برای آنها ایجاد می کنند.
Photodiode Quantum Dot: قابلیت تشخیص سطح فوتون تک
Photodiodes Quantum Dot می تواند با تنظیم اندازه نقاط کوانتومی ، به تشخیص سطح فوتون تک برسد و پشتیبانی دستگاه اصلی را برای ارتباط کوانتومی نوری فراهم می کند. به عنوان مثال ، یک ردیاب نقطه کوانتومی که توسط یک شرکت خاص ساخته شده است ، دارای میزان شمارش تاریک کمتر از 100 هرتز در طول موج 1550nm و راندمان تشخیص 90 ٪ است. این سیستم در سیستم های توزیع کلید کوانتومی (QKD) اعمال شده است.
ردیاب گرافن: سرعت پاسخ سطح تراهرتز
آشکارسازهای گرافن ، با ویژگی های صفر باند ، سرعت پاسخ نظری حداکثر 1thz را دارند که بیش از مواد نیمه هادی سنتی است. به عنوان مثال ، یک نوری گرافن که توسط یک شرکت خاص ایجاد شده است ، دارای پاسخگویی 0.5A/W در محدوده فرکانس 0.3-1.5 THz است و یک وسیله کلیدی برای ارتباطات ترهرتز فراهم می کند.
https://www.trrsemicon.com/transistor/p {2} Channel {3} mosfet {4} }Bss84.html