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硅光芯片新突破:SiFotonics推出应用于100G/400G的56GHz高灵敏度Ge/Si APD
ICCSZ | 来源:ICCSZ 浏览次数:2578 发布时间:2018年2月27日
摘要:

在对高速硅光芯片研发持续大量投入的基础上, SiFotonics正式宣布成功开发新一代硅光波导型高灵敏度雪崩探测器 (APD) 芯片WA6001,该芯片成功实现了低暗电流 (10nA),高响应度(0.6A/W,包含了波导耦合损耗)和3-dB带宽56GHz,高性能APD方案将助力400GbE数据中心和5G无线应用的加速到来。

  在对高速硅光芯片研发持续大量投入的基础上, SiFotonics正式宣布成功开发新一代硅光波导型高灵敏度雪崩探测器 (APD) 芯片WA6001,该芯片成功实现了低暗电流 (10nA),高响应度(0.6A/W,包含了波导耦合损耗)和3-dB带宽56GHz,高性能APD方案将助力400GbE数据中心和5G无线应用的加速到来。

  ??为应对无人驾驶、VR/AR、智慧城市、智慧家庭、物联网等新兴业务对数据中心和无线通信的庞大带宽诉求,IEEE 400G标准和相关MSA (400GBASE-DR4, 400GBASE-FR4, 100GBASE-LR) 陆续在过去一两个月中正式颁布。这些标准都采用了相对复杂的PAM4调制,这对系统链路中的功率预算有着更高的要求。56GHz波导型Ge/Si APD WA6001(图1)的成功研制,标志着可以在保证现有光纤链路不改变的情况下,弥补更复杂调制带来的功率损失。

  图1. 56GHz波导型Ge/Si APD(测试中)

  ??WA6001的研发是基于SiFotonics专属的CMOS硅光生产线,采用特有的锗硅材料生长设备和技术,该芯片克服了一系列硅光技术难题(如硅基上纯锗材料外延生长、Ge/Si器件暗电流问题、Ge/Si APD与无源波导集成问题等),是SiFotonics在高速Ge/Si APD领域持续投入带来的突破。

  ??如下图2 WA6001的S21测试结果所示,其3-dB带宽在不同APD增益下分别达到了:56GHz(增益为1.8时),48GHz(增益为3.5时),42GHz(增益为6时),36GHz(增益为10时)。该结果远远超过以往所有报道过的APD的性能,是目前硅光芯片达到的新高度。

  图2. 56GHz波导型Ge/Si APD在不同APD增益下的S21曲线

  ??SiFotonics 的研发副总黄梦园表示:“我们过去十年一直专注于高速Ge/Si APD的设计和开发,是因为始终坚信硅材料是最好的高速雪崩二极管材料。我们开发的10G Ge/Si APD达到了以往III-V族APD的性能;25G Ge/Si APD性能超越了III-V APD;这次推出的56G Ge/Si APD继续书写硅光器件可以达到的高度,WA6001的成功研制也是材料物理学的完美演绎。”

  ??SiFotonics CEO潘栋博士表示:“通过选取合适的增益和带宽,这款APD可以有效满足单波长100G和4x100G PAM4应用中光传输的链路预算和带宽需求。波导结构高灵敏度APD的实现,使得硅光集成的收发解决方案在400G数据中心和5G应用上显示出强大的竞争力。这款芯片的推出,代表着硅光技术目前令人激动的新进展。我们会很快推出面向数据中心应用的400G集成收发芯片和1200G硅光相干收发芯片。”

  ??关于SiFotonics:

  ??SiFotonics Technologies是国际硅光子器件与集成技术的开创者与领导者,为客户设计、制造和提供下一代高速光电集成解决方案。自2006年以来,公司一直致力于硅光子技术的研发与产品化,与CMOS Foundry合作开发专属硅光产线。SiFotonics已实现锗硅光电探测器 (Ge/Si PIN)、锗硅雪崩光电探测器 (Ge/Si APD) 等产品的量产化,现已向市场全面推出10G/25G/56G PIN和APD芯片及其阵列,覆盖波长范围850nm~1577nm。目前该产线也已完成硅光子集成技术的相关工艺调试,并成功试产高性能100G相干接收机芯片CR4Q01。

 

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