Vistas:2 Autor:Curry Hora de publicación: 2023-11-17 Origen:Sitio
Organización de investigación de mercado Inteligencia de Yole declaró que la tecnología de la fotónica de silicio ha progresado desde 1985, desde el desarrollo inicial de guías de onda altamente restringidas hasta la adopción estratégica de materiales, tecnologías de integración y envasado en la industria del CMOS, estableciendo finalmente su posición en módulos ópticos. dominio en el campo.
Yole concluyó que el escenario de aplicación principal y más directo de la luz de silicio es el centro de datos, e Intel ocupa una posición dominante en este campo. Además, hay amplias perspectivas de desarrollo en el campo de telecomunicaciones, Lidar óptico, computación cuántica, computación óptica y en el campo de atención médica.
Yole señaló que el mercado de chips fotónicos de silicio valdrá US $ 68 millones en 2022 y se espera que supere los US $ 600 millones para 2028, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 44% de 2022 a 2028. El factor principal que impulsa este crecimiento es 800G Módulos ópticos conectables para la interconexión del centro de datos de alta velocidad y el aprendizaje automático que requieren un mayor rendimiento y menor latencia.
El panorama de la industria de la fotónica de silicio se está perforando con diferentes jugadores. Actualmente involucrado activamente en la industria de la fotónica de silicio incluyen: jugadores integrados verticalmente (Intel, Cisco, Marvell, Broadcom, Nvidia, IBM, etc.), nuevas empresas/empresas de diseño (Ayarlabs, Open Light, Lightmatter, Lightelligence, etc.), Investigación de investigación Instituciones (Campus de la Universidad de California, Berkeley), Universidad de Columbia, Stanford Engineering School, MIT, etc.), Fundrías de obleas (GlobalFoundries, Tower Semiconductor, IMEC, TSMC, etc.) y proveedores de equipos (Materiales aplicados, ASML, Aixtron, Cc. .).
La industria de la fotónica de silicio se caracteriza por la investigación y el desarrollo en curso, las asociaciones estratégicas y la colaboración entre diferentes actores para avanzar en la tecnología. Gracias a la aparición de fundiciones de silicio fotónica y una experiencia creciente en el campo, la tecnología también se está volviendo más accesible para más empresas. Al mismo tiempo, esta tecnología puede aumentar la velocidad de transmisión de datos, reducir el consumo de energía y realizar diversas aplicaciones, por lo que es un campo industrial con grandes perspectivas de desarrollo.
Intel Lidera el mercado de comunicaciones de datos con una participación de mercado del 61%, seguido de Cisco, Broadcom y otras compañías más pequeñas. En el campo de telecomunicaciones, Cisco (Acacia) representa casi el 50% de la cuota de mercado, seguido de Lumentum (Neofotonics) y Marvel (INPHI). Los módulos Zr/Zr+ encharentes promueven el desarrollo del mercado de fotónicos de silicio de telecomunicaciones. Las empresas chinas están en la etapa de prototipo o muestra.
A pesar de las deficiencias de Silicon como emisor ligero, los recientes avances han introducido métodos innovadores para fabricar componentes ópticos activos en silicio, lo que permite la producción en masa en solo unos pocos años.
En particular, el silicio tiene una eficiencia cuántica interna relativamente baja (QE), mientras que los materiales directos de BandGAP III-V tienen eficiencias que se acercan al 100%. Esencialmente, el enfoque está en los semiconductores directos de banda de banda, y el camino hacia la fotónica de silicio parece ser una integración monolítica a través de láseres de puntos cuánticos (QDS).
INP PIC tradicional requiere de cinco a seis pasos de regeneración, lo que resulta en un alto costo, muchos problemas y una producción limitada. La integración heterogénea tiene la ventaja de combinar múltiples materiales, enlaces y procesamiento simultáneamente. Sin embargo, dado que el tamaño de los sustratos III-V es mucho menos de 300 mm, el costo de los sustratos no es bajo, lo que ha provocado un creciente interés en la integración monolítica. Por lo tanto, la tecnología de integración monolítica de los láseres en chip ofrece un enfoque prometedor para lograr la integración de fotónica de silicio de alta densidad y a gran escala.
Los parámetros inherentes de los láseres QD exceden los de los dispositivos de pozo cuántico (QW), con mayor vida útil, alta tolerancia para defectos de materiales, integración epitaxial de láseres QD en silicio, estabilidad de alta temperatura y operación no activa, y permiten que los láseres de ancho de línea estrechos aumenten banda ancha.
Silicon Photonics no se limita a un solo sustrato o material. Varias plataformas de materiales para la integración fotónica, como la película delgada Linbo3 (TFLN), SIN, BTO, GAAS, etc., han mostrado su potencial. Entre ellos, los Tflns de película delgada a base de silicio están progresando rápidamente. Los TFLN tienen restricciones de modo estrictos y han demostrado ser muy valiosos para crear moduladores de alta velocidad.
Además, hay una gran brecha en la escala entre la integración de la fotónica de silicio y los circuitos integrados de silicio. Los circuitos integrados de silicio se han reducido a unos pocos nm. Los chips fotónicos de silicio no requieren tecnología de fotolitografía de 3 nm. La tecnología de 45 nm es totalmente suficiente para producir alto rendimiento y alta calidad. de chips fotónicos de silicio. Esto es ventajoso porque usar una fundición con niveles de litografía más bajos es muy rentable.
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