Y8T143 今年光芯片研究的几个特点
OFC2021的时候，560页PPT用时7小时做的解读，其中包括了一些光学芯片的分析，今天略写几句光芯片变化特点，写字是比较费时的，这些字转换为语音，也就是几分钟的开场白。
一： 高速DML 直接调制的DFB激光器讨论的相对少一些
这几年主要是II VI，NTT等厂，推出采用PPR来拓展带宽的设计，II VI采用绝缘掩埋的BH设计，起到增强限制因子的作用，今年除了推出EML外，还继续分析DML的市场化的进展，包括把DML封装成3.2T 的CPO。NTT是采用硅基异质InP的结构来起到增强限制因子的作用，今年也推出基于这种结构的电吸收调制器。
高速DML传输性能受限，主要原因是啁啾，II VI与NTT都是通过降低调制摆幅来降低啁啾，并通过辅助腔的设计来扩大光学信号的ER或OMA，满足直接调制的信号质量，同时不增加啁啾，这也就是所谓FM-AM转换、失谐负载效应、PPR效应等词。
旭创今年也一个高速直接调制激光器，验证了50G NRZ，将来就可以用于单波100G 的PAM4调制，这个直调啁啾的处理，是增加了一个对称的谐振腔，两个谐振腔，一个正啁啾，一个负啁啾，二者相互抵消。
二、高速EML的报告越来越多，
用于100G或200G的信号，对于400G、800G甚至将来的1.6T分立方案的以太网光模块产业链还是十分重要的。
传统的EML芯片厂，Avago演示的200G信号调制的COC，Lumentum的DC耦合结构以及吸收波长边界的调整， HHI的EML阵列，Juniper的硅基三五族电吸收结构，NTT的硅基三五族电吸收结构，武邮的硅基纯锗电吸收结构....
去年分析电吸收调制器端由于负载电阻的设计，需要考虑其连续弧的金丝长度与带宽的关系，今年会看到调制电极的三金丝封装，取消负载电阻的设计，以及利用金丝的寄生电感组成谐振峰化电路来拓展带宽的各种思路
三、外调制器的变迁
发射端传输性能，外调制器＞电吸收调制＞直接调制，当然成本也是反过来的。产业是基于性价比的选择，当然也是各有机会。
纯硅调制器，华为与拉瓦尔的合作，在去年的基础上做了优化，更合理分段。Intel推出基于MZ纯硅调制的800G模块，旭创推出基于硅光集成的800G以太网模块和相干模块的样机，盲猜其结构是MZ纯硅调制。
铌酸锂调制器，华为和好几个单位有合作研究，华为、中山大学、清华、华科、华南师范、哈佛等都提及了薄膜铌酸锂材料体系的各种研究成果，富士通发布了产品，带宽以50GHz-67GHz为主，有用于直接调制的，也有用于相干通信的128GBd、64QAM的调制等。
硅基三五族MZ调制器，他们的长度比铌酸锂薄膜的要短一些，调制的效率比纯硅的要好一些，比硅基三五族的电吸收调制器的传输性能有一些优势，在原来有硅基三五族材料体系的学校和公司，比如HPE、UCSB等开始发布类似的研究成果。
纯硅微环调制器，这是以Intel为主的研究，AyarLabs、Ranovus、华为、HPE、旭创、光迅（+武邮）....等产业链的研究十分热闹，微环用于调制，有啁啾，波长敏感，但好在其结构更小，有利于大规模集成，比如Ranovus的3.2T CPO，Intel的1.6T CPO...，考虑的就是集成度的优势。Intel从2018年发布100G微环调制器后，通过PN结构设计、电极分布改进，微环的半径...等各路优化，2022年可工作在200Gbps以上，并且考虑产业化规模制造的低成本一致性工艺。 这些在OFC2022里会做一个对比分析。
硅基三五族微环调制器，由于纯硅的微环，低成本，但需要热补偿，选择硅基三五族材料来制作微环的话，可以取消热补偿，有利于利用微环提高集成度的同时，降低集成芯片的功耗。HPE在硅和三五族材料的键合氧化物选型时，在Intel常选的氧化硅的基础上，选择氧化铝以及增加部分的高k材料，用于提高调制效率，进一步降低功耗。
四、用于硅光调制器的光源
大功率CW光源，包括外置的分立型，集成型，今年都有涉及，Broadcom、Intel、Lumentum、Ranovus、Denselight...等厂做了分析
用于CPO的ELSFP的功率需求，Flip chip的耦合效率与容差，异质集成的材料体系与温度系数的选择, 主要考虑电光效率的差异，激活能的差异，可靠性的差异等等。
多波长激光器，这是近几年的一个新的需求，用多波长激光器可以实现稳定的波长间隔，用于CWDM、DWDM都是十分有优势的，今年在多波长激光器上的讨论中，非常热闹，Intel的多段侧向耦合光栅的多波长设计，HPE的周期增益控制的嵌套耦合腔实现的多波长，根特与IMEC的氮化硅环形谐振腔设计，Ranovus的级联微环谐振腔，贝尔实验室的AWG+微环的多波长混合激光器, UCSB的InP/Si/SiN三材料体系的选择...
五、探测器
探测器相对激光器和调制器而言，技术难度略低，今年的探测器有几个特点，一个是高速应用的话，垂直型结构往波导型转变，需要的模场变换设计，吸收效率与速率之间的权衡等等，有些公司涉及相关的研究结论。
用于多芯光纤的VCSEL阵列，PD阵列，分布如莲藕形态。
用于PON的APD，考虑倍增的设计，以前在DC-DC里的淬灭电阻也有厂家集成在探测器中，用于抵抗PON的对面发射端大功率的光引起的探测器击穿等等，在今年的OFC里都有涉及。
这是芯片的一些进展，还有DSP啊、CPO的封装啊模块和器件级别的，回头在细聊吧。
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