Porovnání systémů materiálu fotonického integrovaného obvodu

Porovnání systémů materiálu fotonického integrovaného obvodu
Obrázek 1 ukazuje srovnání dvou materiálových systémů, fosforu india (INP) a křemíku (SI). Vzhledem k vzácnosti india činí INP dražší materiál než SI. Protože obvody na bázi křemíku zahrnují menší epitaxiální růst, výtěžek obvodů na bázi křemíku je obvykle vyšší než výtěžek obvodů INP. V křemíkových obvodech, germanium (GE), které se obvykle používá pouze vFotodetektor(detektory světla), vyžaduje epitaxiální růst, zatímco v systémech INP musí být i pasivní vlnovody připraveny epitaxiálním růstem. Epitaxiální růst má tendenci mít vyšší hustotu defektu než růst s jedním krystalem, například z krystalového ingotu. Vlnovody INP mají vysoký kontrast indexu refrakčního indexu pouze v příčném, zatímco vlnovod na bázi křemíku má vysoký kontrast refrakčního indexu v příčném i podélném kontrastu, což umožňuje zařízením na bázi křemíku dosáhnout menších ohybových poloměrů a dalších kompaktnějších struktur. IngaASP má přímou mezeru v kapele, zatímco SI a GE ne. Výsledkem je, že materiálové systémy INP jsou lepší, pokud jde o laserovou účinnost. Vnitřní oxidy systémů INP nejsou tak stabilní a robustní jako vnitřní oxidy SI, křemíkového oxidu (SIO2). Křemík je silnější materiál než INP, což umožňuje použití větších velikostí oplatky, tj. 300 mm (brzy upgradováno na 450 mm) ve srovnání s 75 mm v INP. InpmodulátoryObvykle závisí na kvantově konfigurovaném starkovém efektu, který je citlivý na teplotu v důsledku pohybu okraje pásma způsobeného teplotou. Naproti tomu teplotní závislost modulátorů na bázi křemíku je velmi malá.

Technologie Silicon Photonics je obecně považována za vhodnou pouze pro nízkonákladové, krátkodobé a vysoce objemné produkty (více než 1 milion kusů ročně). Je to proto, že je široce akceptováno, že k šíření nákladů na masku a vývoje je nutné velké množství kapacity oplatky a žeTechnologie křemíku fotonikymá významné výkonnostní nevýhody v regionálních a dlouholetouch aplikacích městských měst. Ve skutečnosti je však opak pravda. V nízkonákladových, krátkodobých a vysoce výnosných aplikacích, laseru emitujícím povrch s vertikální dutinou (VCSEL) aPřímý modulovaný laser (DML Laser): Přímo modulovaný laser představuje obrovský konkurenční tlak a slabost fotonické technologie na bázi křemíku, která nelze snadno integrovat lasery, se stala významnou nevýhodou. Naproti tomu v metru, na dlouhé vzdálenosti aplikací, kvůli preferenci pro integraci technologie silikonové fotoniky a zpracování digitálního signálu (DSP) dohromady (které je často v prostředí s vysokým teplotou), je výhodnější oddělit laser. Technologie koherentní detekce navíc může do značné míry vyrovnat nedostatky technologie silikonové fotoniky, jako je problém, že tmavý proud je mnohem menší než místní oscilátor. Současně je také špatné si myslet, že k pokrytí nákladů na masku a vývoje je zapotřebí velké množství kapacity oplatky, protože technologie silikonové fotoniky používá velikosti uzlů, které jsou mnohem větší než nejpokročilejší polovodiče oxidu kovů (CMO), takže požadované masky a výrobní běhy jsou relativně levné.