硅光子技术应用的分析

　　硅光子技术应用的分析
　　调查公司Global Information发布的数据显示，2011年有源光缆(AOC)的全球销量为30.5万根，销售额为7000万美元。并且还预测，2016年的销量将达到78.6万根，销售额将扩大到1.75亿美元。之所所硅光子在AOC光收发器领域取得很好的成绩，是因为可以通过量产大幅降低成本，而此前的AOC采用的是基于化合物半导体的分立元件，价格相对比较高。
　　传统光通信模块是将三五族半导体芯片、高速电路硅芯片、无源光器件及光纤封装而成，其中的成本主要来自三五族半导体芯片及系统封装。虽然其传输速度可达40Gbit/s以上，但是比起使用电缆传输而言，价格却昂贵得多，因此近年来，高速硅光电组件变成一项相当炙手可热的题材，主要研究目的就是希望借由芯片量产技术降低芯片生产成本、提升良率，另一方面，可以缩小硅光电、光学组件的尺寸，进一步和后端电路整合在一起，以降低封装成本。
　　总体而言，采用硅光子技术的最大特点就是成本低、速度快。当然，硅光子若进一步发展还存在两大难题。一是，使光元件和光收发器大幅实现小型化和低耗电量化的方法。另一个是，进一步实现大容量化的王牌——密集波分复用(DWDM)技术的利用。
　　如今的光子晶体未采用硅基，因为很难采用硅基以高效率制作有源器件。不过，结合发光的锗和硅等技术的话，就有可能实现硅基光子晶体。
　　另一方面，高速硅光子光传输可能需要DWDM。该技术早在15年前就已普遍用于长距离通信用设备等，但用于硅光子则非常难。其中一个原因是，各个光元件发出的光的波长以及通过波导的光的波长因温度变化存在巨大偏差。将长距离通信设备使用的温度控制功能用于硅光子技术的成本过高，不现实。但也有研究人员认为，相对于电传输，利用DWDM是光传输的本质优势，必须要推进利用DWDM的研究开发，最近，MIT的研究人员还在开发使波导不依赖于温度的技术。
　　从技术角度来看，硅光信号调制器及硅锗光侦器已发展得相当成熟，其操作速度皆可达25Gbit/s以上，唯一的考虑在于如何减少硅光信号调制器的尺寸大小、提高对温度的稳定性，及增加硅锗光侦器的灵敏度等。利用互补式金属氧化物半导体(CMOS)制程或准CMOS制程整合硅光电组件及电路于单芯片也大致验证可行。
　　文章来源： 中国电力电子产业网