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滨松光子学商贸(中国)有限公司
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仪企号滨松光子学商贸(中国)有限公司
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公司新闻
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400G到800G,光纤通信用光芯片的演进方向
发布:滨松光子学商贸(中国)有限公司浏览次数:12645G
千兆网
高流量
数据通信中心
东数西算
……
这些热门词汇,相信你也会在生活中曾听见过一两个。而它们都统统指向了一个正在蓬勃发展的领域——电信及数据通信。
在刚发布不久的行业预测中显示,2022年世界的5G用户将会突破10亿,比4G时代快了两年。而且,数据将持续高歌猛进,到2027年很有可能突破40亿。在中国,5G套餐用户有近9亿,千兆固定用户有5591万,相比2021年均有较大幅的增加。
看完电信,再来看数通方面。
流量需求则是日益增加,数据中心建设也在不断增大。智能手机用户的增加以及视频内容观看量的上升,让世界移动网络数据流量在两年内翻了一番。而这也直接促进了数据中心的发展,世界主要数据中心的建设投入相比去年同期增长20%。2022年年初,我国规划了10个国家数据中心集群,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。今年以来,全国10个国家数据中心集群中,新开工项目25个,数据中心规模达54万标准机架,算力超过每秒1350亿亿次浮点运算,预计“十四五”期间,大数据中心投资还将以每年超过20%的速度增长,累计带动各方面投资将超过3万亿元。
▲ 国家发改委印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算例枢纽实施方案》
电信和数通市场的如火如荼,直接带动了光纤网络的建设,在光模块的速率升级、数量上也有了更高的要求。能帮助它进一步提高性能的关键,在于其中实现光电信号转化的光电探测器,也就是光芯片。
▲ 滨松公司光芯片生产线一隅
针对当前及未来的发展需求,光纤通信用光芯片的演进方向主要有5个:
宽带宽
从单波25G到单波50G/100G,乃至宽带宽的研发;
高性能
保证大带宽的情况下实现高响应度;
高可靠
满足ROSA端非气密封装、生产过程可追溯;
降成本
一直以来的话题;
高产能
提高量产能力,满足日渐增长的市场需求。
滨松公司为数据中心互联光模块及5G承载光模块,研发了一系列具有高一致性、高可靠性的InGaAs PIN PD探测器(单点、阵列、前照式、背照式),覆盖25 G~800 G中长距离(500 m~10 km)光模块需求。沿着宽带宽、高性能、高可靠性、降成本、高产能这6个维度,光芯片的研制和生产也有了一些Z新的发展:
宽带宽
目前,滨松InGaAs PIN PD探测器可覆盖从单波25G到单波100G的应用,单波200G产品也在研发中。
高性能
在单点产品中,除了前照式外,针对10 km及更长距离的传输应用,滨松还可提供背照式产品。但背照式探测器要实现高灵敏度和较好的光耦合效率,其光敏面需要一个透镜来达到目的。滨松PD表面具有一个40 μm光敏面的InP透镜,大大增加了收光效率,且易耦合。响应度高达0.85 A/W,带宽则做到了37 GHz。
而此透镜是直接生长在芯片上的,产品良率为一个很大的挑战。利用自有的独特半导体材料生长工艺,对此,滨松可以给予极大的保障,全方位支持中长距通信的应用需求。
高可靠性
滨松光纤光通信用光芯片产品采用了一种很特别的结构:Mesa+Planner结构,实现了低结电容、高速、高可靠性,全系产品可支持非气密封装,满足了目前光模块的非气密要求。
滨松光半导体的研发史可以追溯到1958年,而从那时起,就一直秉承着全产线In house的理念。通过长足的发展,以及光电半导体越加广泛的应用,逐渐拓展了类型丰富的产品,并磨练出了许多自有的独特半导体技术。各类质量和环境资质也是一应俱全,从工艺、制程上进一步保障了产品的高可靠性。
▲ 滨松InGaAs探测器通过掌握核心技术——晶圆生长,芯片刻蚀,芯片切割,芯片测试,实现了所有的生产工序和测试均在内部工厂完成,保证了产品的品质
▲ 滨松半导体加工车间一隅
▲ 滨松各种类型,各种封装的探测器、LED产品
▲ 滨松相关质量和环境资质
降成本&高产能
在成本方面,全新的正照式产品被推出,采用shrink package,有了更多低成本产品方案的选择。
▲ 芯片尺寸:左:290×420×150 μm;右:240×290×150 μm
而为了满足日益增长的化合物半导体的需求,近年,滨松相继成立了数个化合物半导体相关的新工厂。一方面,希望通过更高的生产水平来促进探测器成本的进一步优化;另一方面,助力了产能的扩大。
▲ 2017年建成的滨松都田制作所第3栋,专门用于化合物半导体的研发和生产
作为一家拥有近70年历史的光电企业,接下来,滨松也衷心希望通过不断精进自身的技术,为高速光纤光通信的发展提供更好的可能。
直播讲座预告
题目:从400G到800G,滨松探测器方案主讲:滨松中国光通信项目技术负责人 蔡红志时间:2022年9月2日 15:00
报告将以核心光电芯片厂商的视角,详解光纤光通信市场需求和未来发展,并分享滨松探测器产品Z新的发展和未来的演进方向。工程师也将带来滨松光纤光通信用光芯片的整体方案详解,包括:相关产品原理、参数解析、选型;滨松工艺(定制化能力展示)。更有现场抽奖活动,期待你的参加~
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