AI人工智能，需要大模型训练出具有类似人脑的思维逻辑，需要极大的计算量，也就有了通信组网流量的激增，通信无非两大类，光通信与电通信。
光通信产业是随着AI的春风，一路顺势增长。
在光通信里，光学芯片是必不可少的核心光学器件，其中激光器很重要，调制器很重要，探测器也很重要。
10月份分析了调制器，12月份分析探测器，前天分析了【2024-11-2】 高速光模块所用激光器的各种分类
做光学器件，需要各种光学材料，InP是光学材料，GaAs是光学材料，铌酸锂是光学材料，氧化硅是光学材料，氮化硅也是光学材料，当然硅也是纳入到光通信里的很重要的材料。
基于硅材料的光学芯片方案的光模块，2024年的市场占比超过三分之一，虽然采用硅材料光学方案的光模块总体数量并不是特别多，但都是用在极为昂贵的场景，所以市场占比就很大了。
低端光模块，如PON的模块，几十块人民币，几百块人民币，就这个价位。
高端光模块，如AI里边的400G、800G、1.6T光模块，相干光模块，这些都是几千块人民币、几万块人民币的价位，产业一般用美元做价格标注，几百美元800G光模块，几千美元的相干光模块....，换算一下
这周末，聊一下硅，完成这个系列。
刚才聊到各种光学材料，InP是光学材料，GaAs是光学材料，铌酸锂是光学材料，氧化硅是光学材料，氮化硅是光学材料，硅也是光学材料。
这几个材料的区别在于，铌酸锂、氧化硅、氮化硅不是半导体，而InP、GaAS、Si硅是半导体。
半导体最大的好处是，可形成PN结，通过PN的各种组合，设计MOS管，设计PN二极管，NPN/PNP三极管.....这些电路。
半导体具有电学控制能力，光波导是我们光通信必选能力之一。
上周六的激光器，用GaAs做VCSEL，用Inp做DFB、EML，本质上是利用了半导体特点，来给激光器提供电流，来给EML的电吸收调制提供电场。
提供电流，用来发光
提供电场，用来控制光的吸收量，用于调制。
上周见过这个表
波长和能量禁带带隙宽度，是可以换算的。我换成容易理解的波长
纵轴是波长，以材料所处的纵轴位置，这个材料对于更长的波长，是透明的。更短的波长（光的能量很强）会破坏材料的外层电子，所以不透明。
光纤通信的单模通信波段1260-1650nm，对于这个波段的应用而言，Si、GaAs、Inp、AlAs、GaP都是透明材料。
Ge、InGaAs属于不透明材料，这用来做什么，不透明是因为把光吸收了呀，用来做探测器。在InP里夹一层InGaAs就是我们的化合物三五族的PD探测器，在硅上外延Ge，就是Ge探测器。
还有InGaAsP、AlGaInAs这俩材料，处于光纤通信的波段，也就是我们可以控制它让它透明或不透明，这就是EML电吸收调制器的波导材料。还可以用来发光，激光器的增益材料，在单模波段也是这俩。
~，有点跑题，回到硅，
硅很难做激光器，也很难做电吸收调制器，如果想做，一般是挖个坑，里边放上InGaAsP/InP或者AlGaInAs/Inp来勉强凑个数。还有一种就是硅上控制Ge做电吸收调制，咱再看一下Ge的波长边界，很难工作在1310波段，而光模块的1550波段现在不用电吸收，是用IQ调制器的相干模块。
Si硅、GaAs、InP，拥有共同的属性，既有半导体电路特性，也有光纤通信的光波导特性。
那么，硅和另外俩材料相比，区别在哪里。
硅的半导体工艺能力十分成熟，现在发展到3nm、5nm技术，领先GaAs和InP好几代呢。
3nm、5nm的高精度制造工艺，可以制作超小型电学器件，那么在一小片芯片里就可以实现超大密度的“集成”，大规模集成电路，一个芯片可以集成几百亿个晶体管。
记住一个词，电学控制的“超小型”
硅在电学里，半导体能力不是十分的强，GaAs就比硅的噪声更低，带宽更大，所以，咱们也会选GaAs的射频电路芯片，比如TIA跨阻放大器，比如DRV，调制器的驱动集成电路芯片.....
综合而言，GaAs的集成电路具有更好的能力，但是硅可以做的更小，也就意味着低成本。
光学也一样，单模的激光器、调制器，常选InP与Si这两套体系。硅的波导很小。
为什么不选GaAs做集成光学平台呢?GaAs的光学调制器可以工作在单模1260-1650nm的，可但是GaAs的激光器、探测器现有工艺（亲，现有工艺）的工作波段多在850nm处。不利于多功能集成。
这也是积极开拓GaAs基InAs量子点激光器的技术研究领域，这个激光器可以工作在1310nm波段，只是产业工艺不成熟。
再回到硅和InP的光学尺寸。
硅的光学波导很小，也有利于小型化啊。是吧，咱们现在的光模块还挺大的，硅的电学尺寸很小，光学波导尺寸也很小，那么太有利于做高密度的光模块了。
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硅的电学尺寸很小，光学波导尺寸也很小，可我们并没有选择“一体化光电全集成”，为啥？ 不利于低成本。
其实现在的光学硅芯片，与电学的硅芯片，绝大多数厂家是选择的分离式的芯片，那是性能与成本的最优组合。
比如DSP芯片选择3nm的硅工艺，对它而言性价比最高，选择CMOS结构功耗很低（比bipolar低很多），DRV选择做bipolar结构对它而言驱动能力增强，TIA选择GaAs对它而言噪声最低。而硅的光学选择90nm、130nm节点，并增加锗、氮化硅材料的工艺，才是最优组合。
所以，硅光/硅电在咱们行业真正的应用模式，是采用了不同工艺的光学与电学芯片的小型化封装。
电芯片很小，光芯片也很小，再通过硅的中介板等等，实现了小型化组装工艺。
半导体激光芯片，有边发射、面发射，咱们的半导体硅光芯片也有表面I/O，边缘I/O
表面I/O，I是input，可以让光从表面耦合进来，O是output，也可以让光从表面耦合出去。
咱们的硅波导不是很小很小么，那么和光纤的耦合，激光器的耦合，就不容易适配尺寸。
以前的方案，是想办法通过透镜聚焦、光纤波导做成锥形...，降低尺寸，来迁就硅光波导的小。
现在的技术逐步发展，硅光的I/O的出入口，可以做SSC光场扩大技术，和那个漏斗一样，只在需要和外界耦合的地方，给他们扩大广场尺寸，来迁就激光器或者是光纤。
硅，这个材料，展开来就十分耗时间了。周六慢慢聊。