Y10T262 海思光芯片进展

更新时间:2024-09-18 14:09:13 阅读量:1906

Y10T253 今年光博会的几个关注点

前言

华为海思在今年CIOE深圳光博会上有好几个报告,提到了光模块进展、光芯片进展等等。

四年前海思对外销售光模块,两年前对外销售光芯片,今年提到一组数字,三五族芯片(GaAs、InP、GaN)出货量达到1亿颗。另外,华为收购过一个硅光公司,在四族芯片的技术实力也很强。

~~,唠叨两句,做个备注,GaAs、InP、GaN、InGaASP、AlGaInAs...这些元素位于周期表的第三和第五族。Si、Ge元素位于第四族。三五族是化合物材料,工艺难度很大,但性能很高。硅光集成采用四族材料Si做调制器,Ge做探测器,且大多数场景是单元素晶体,不采用化合物做有源功能区,低成本高集成度是四族光学材料的优势。

海思每年在CIOE的报告以产业状态为主,ECOC/OFC的报告以学术为主,很多技术细节可以查他家的论文。下周ECOC就开始了,到时候再更新今年的技术细节。

Y9T258 海思激光器进展-上Y9T259 海思激光器进展-下




正文,CIOE2024 海思光学芯片进展

今年在AI的加持下,芯片基于100Gbps PAM4/lane技术已成熟,200Gbps/lane即将商用,448Gbps/lane是未来的研究重点。

Y10T138 海思:AI场景下的光模块技术


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海思提到的这些光学芯片,主要关注的技术点如下,在公众号历史记录里有很多相关技术指标与工艺的解析,今天不能展开了。


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高速VCSEL,技术重点与去年一样,带宽比去年更大,

200G VCSEL是产业的难点,几个月前博通发布200G VCSEL的新闻,Coherent也在积极研究,海思预计今年底/明年初会有进一步在光模块的实验数据。


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高速EML,2022年华为海思就在ECOC发表200Gbps PAM4的带宽及啁啾的数据,2023CIOE提到带宽达到75GHz,今年则提升到100GHz。

100GHz带宽是可以支持400Gbps PAM4的调制速率的。海思EML处于224Gbps落地,448G启动研究

T10T43 【通信基础】比特率、波特率、带宽


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去年的光芯片进展提到了DML的DFB芯片,今年则不再继续,原因也写过,用于AI的800G、1.6T的光模块很难给DML提供机会。

而AI支持的是多模VCSEL,单模EML与硅光并驾齐驱的产业状态。2021年海思报告提高硅光技术的观点,之后在硅光工艺平台上积极研究TFLN薄膜铌酸锂工艺

  • 2021合集 Y7T100 海思光电:数据中心互联技术及硅光机会

  • 2022合集 Y8T145 华为与中山大学:130GBd 铌酸锂调制器

  • 2023合集 Y9T312 华为下移电极增强铌酸锂调制效率

  • 2023合集Y9T311 晶正转移给华为的铌酸锂薄膜工艺专利

  • 2023合集Y9T286 华为:硅基集成薄膜铌酸锂调制器及锗探测器    

  • 《菲魅OFC2024 PPT汇编》 上大/华为等:8吋硅衬底铌酸锂光刻工艺

今年的进展如下,调制器有纯硅调制器,以及硅基的TFLN铌酸锂薄膜调制器,硅光平台增加SiN氮化硅薄膜工艺,实现片上MUX、DeMUX,尤其是Rx侧的DeMUX的平坦度、低温漂系数与隔离度要求需要满足。


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海思的硅光集成,基于单lane 100Gbps或200Gbps的技术,进行四通道或八通道的集成度,满足400G、800G、1.6T光模块需求。


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硅不发光,用于硅光的大功率DFB芯片,华为海思也研究了很多年,去年是70mW产业化,今年100mW产业化。


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另外,海思在去年和今年都提到了PCSEL,对比的是VCSEL工艺,

VCSEL是基于一维光栅谐振腔的表面发射,目前是多模为主,积极研究单模,但单模存在可靠性风险,功率也很小。

PCSEL是基于二维光栅(光子晶体)的表面发射,单模输出,输出功率比VCSEL大很多,难处是二维光栅的制作工艺。

Y10T261 中移动干线光传输及空芯光纤进展,昨天中移动提到在空芯光纤应用对单模VCSEL的需求,其实PCSEL也是可以满足这一应用的,只不过单模VCSEL不成熟,单模PCSEL也不成熟而已。

之前写过的一些

  • 2023合集 住友采用InP材料制作的单模1310nm PCSEL    

  • 2023合集 Y9T174 NPN型PCSEL     

  • 2023合集 Y9T173 基于表面封装基板的PCSEL封装

用于硅光集成芯片的光源,CW DFB是目前产业的主选技术,产业很多厂也在研究多波长光频梳作为光源,华为在去年ECOC Workshop里对此技术与传统DFB的应用,阐述了下自家观点


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华为基于5μm大光斑低限制因子的大功率CW DFB,近两年也发表了很多关于可靠性的数据。

CW 光源,配合硅光芯片的话,还有一个方向就是抗反射能力的提升,一方面是结构处理,比如弯曲、端接、无约束前端波导..., 另一方面用量子点技术来提高抗反能力,

华为在量子点激光器方面也有一些研究数据。


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周六,做个基础解析。


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