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光模块技术发展 -澳门永利游戏登入_澳门永利皇宫棋牌下载-澳门永利游戏最新网站
发布者 : admin 发布时间 : 2021/03/16 09:03:33



从早期的固定电话,到2G、3G无线通信基本都是基于电的通信方式。但受限于电缆本身的特性无法实现高速率信号的长距离传输。用电传输信号,随着传输距离增加频率越高,损耗越大,信号变形越厉害,从而引起了接收机的判断错误,导致通信失败。为了克服这个限制,光通讯应运而生,随之亦带动了对光模块的需求。


光模块自身进化经历了速率提升、封装形式改变、接入应用改变和功能提升等方面。其中SFP(Small Form-Factor Pluggable)的收发模块,也称为小封装可插拔模块,支持热插拔(即没有切断电源时光模块可以连接或断开设备),即插即用。由于光通讯技术的不断发展,SFP的速率也越做越高,从1.25G、2.5G、4G、6G、到了10Gb/s以后,原先的封装大小已无法满足,因此定义了新的标准XFP(10Gb/s速率的可插拔光模块)。随着集成工艺的提升,可以实现将XFP装进SFP,这种新的SFP收发模块称作SPF+,即增强型SFP模块。SFP和SFP+尺寸大小无异,但比早期的XFP光模块外观尺寸缩小了约30%。


而随着5G时代的到来,硅光模块有望成为推动光通讯产业新动力。硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI等),利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术,结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势,是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。硅光模块优势十分明显,包括低能耗、低成本、带宽大、传输速率高等。但同时由于硅光芯片在材料和生产技术方面的复杂,目前仍存在着明显的劣势,比如成本高、技术成熟度低等。目前仍难以实现单片硅光集成,而是需要以硅为衬底,外接激光器,实现混合集成。


硅基光混合集成(OEIC)可以说是过渡方案,即在硅的衬底上,实现光子的传输。其分为单片集成和混合集成。目前,光波复用/解复用、光波长调谐和变换等器件已可实现单芯片集成,而光模块需要混合集成。虽然混合集成是过渡方案,但使得硅光技术在光模块领域有了落地的应用。


混合集成方案是在硅基上同时制造出电子器件和光子器件,将电子器件(Si-Ge量子器件、HBT、CMOS、射频器件、隧道二极管等)、光子器件(激光器、探测器、光开关、光调制器等)、光波导回路集成在同一硅片或SOI上。当前,硅基探测器(Ge探测器)、光调制器(SiGe调制器)、光开关、光波导等均已实现了突破,激光器是最大瓶颈,但也有了Si基量子级联激光器、硅纳米晶体激光器、硅基III-IV族异质结构混合型激光器、混合型面发射激光器等初步方案,混合集成方案亦逐步成熟并进入商用阶段。


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参考数据:


格菲资本《什么是光模块?行业分析及行业重点公司剖析》


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