Y9T258 海思激光器进展-上

更新时间:2023-09-15 10:09:30 阅读量:1503

海思做光学芯片有十几年的时间,今年光博会做了一个报告,是他家激光器芯片的进展。

提到的芯片进展EML、VCSEL(后边有一点PCSEL)、DML-DFB、CW-DFB,这四类产品的情况。

今天估计整不完,先放一半。

海思重点阐述用于单波100Gbps PAM4,也就是50GBd的芯片情况,及未来单波200Gbps PAM4,也就是100GBd的技术发展。目的是用于数据中心400G、800G以太网光模块。


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下表里,还是提到了VCSEL、DML(DFB)、EML这三大类。

没有提相干(基于SiP硅光的Coherent),没有提普通的IM-DD的硅光技术(下图SiP标注部分),也没有提用于SiP-Coh的TL部分,但提到了用于SiP的CW DFB的光源,尤其是大功率光源,这是为常规SiP和将来Coh下沉采用低成本的普通CW光源做一些铺垫。


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EML芯片,还是是按照常规设计来进行的,就是采用多量子阱,基于集总电极,DFB与EA集成的思路。

且认为这种经典结构是具有商业生命力的设计。


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相对于经典结构而言,基于TW行波调制方式的EML,则虽然具有大带宽,但是产业化的成本比较高。这一块的结构,我写过几篇,2023年OFC PPT合集里也有说明,可以达到90-100GHz。


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基于传统结构的EML,在1990s主要是理论的探索,后期主要是工艺能力的优化和提升,现在主要是后期封装尽量不要把带宽降下来,比如海思采用台阶封装,降低WireBonding的键合金丝的寄生电感导致的带宽受限,也研究FC(就是倒装结构)对于封装带宽的优化。

这一部分内容,2022/2023合集里写过非常多。有些厂家的测试结果可以参考参考。


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海思认为高速EML有几个方面,一个是性能,包括速率和传输距离,也就是距离带宽积,2022合集下有海思发表的文献提到的EML的啁啾因子,这个参数对于传输距离有很重要的影响。

另外就是,取消DRV,用DSP来直驱,这就需要降低调制摆幅,并且兼顾消光比。这个在华为50G EML的量子阱结构里提到过。

高速EML,从理论阶段到后续的数学建模,这些工作慢慢的就提升日程,咱们写过华为/海思挺多的数学模型里参数值,SOA数学公式、CW加速老化的数学公式....,整个的模型库当然也包括EML、DML等芯片。


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目前单波100G的EML(56GBd),带宽约40GHz,单波200G EML(112GBd),带宽约75GHz

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海思的VCSEL有50Gbps(25GBd)和100Gbps(50GBd)的带宽数据,

50G的VCSEL全温度范围带宽大于18GHz

100G的VCSEL在特定温度,电流9.5mA时带宽为28GHz,这个数字非常高。


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略补偿一句,50GBd PAM4用于100Gbps,VCSEL特意标注出工作电流,这是因为带宽与根号电流呈现局部线性关系,也就是增大电流(且不进入饱和区),带宽随电流平方的增加而增加。

在今年的2023合集上册,有博通、住友、Lumentum、HP等几家的参数,2022合集有Finisar等厂的一些参数,这都是100G VCSEL的厂家们。

国内的VCSEL,我也写过海思、博升、长瑞等厂的部分技术特点。难得能找到海思对外发布的带宽数据,挺不容易的。



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明天上午把今年上半年的内容,分分类,方便查找。




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