硅光芯片新突破：SiFotonics推出應(yīng)用于100G/400G的56GHz高靈敏度Ge/Si APD

  ICCSZ訊 在對(duì)高速硅光芯片研發(fā)持續(xù)大量投入的基礎(chǔ)上, SiFotonics正式宣布成功開(kāi)發(fā)新一代硅光波導(dǎo)型高靈敏度雪崩探測(cè)器 (APD) 芯片WA6001，該芯片成功實(shí)現(xiàn)了低暗電流 (10nA)，高響應(yīng)度(0.6A/W，包含了波導(dǎo)耦合損耗)和3-dB帶寬56GHz，高性能APD方案將助力400GbE數(shù)據(jù)中心和5G無(wú)線應(yīng)用的加速到來(lái)。

  為應(yīng)對(duì)無(wú)人駕駛、VR/AR、智慧城市、智慧家庭、物聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)中心和無(wú)線通信的龐大帶寬訴求，IEEE 400G標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)MSA (400GBASE-DR4, 400GBASE-FR4, 100GBASE-LR) 陸續(xù)在過(guò)去一兩個(gè)月中正式頒布。這些標(biāo)準(zhǔn)都采用了相對(duì)復(fù)雜的PAM4調(diào)制，這對(duì)系統(tǒng)鏈路中的功率預(yù)算有著更高的要求。56GHz波導(dǎo)型Ge/Si APD WA6001(圖1)的成功研制，標(biāo)志著可以在保證現(xiàn)有光纖鏈路不改變的情況下，彌補(bǔ)更復(fù)雜調(diào)制帶來(lái)的功率損失。

圖1. 56GHz波導(dǎo)型Ge/Si APD(測(cè)試中)

  WA6001的研發(fā)是基于SiFotonics專屬的CMOS硅光生產(chǎn)線，采用特有的鍺硅材料生長(zhǎng)設(shè)備和技術(shù)，該芯片克服了一系列硅光技術(shù)難題(如硅基上純鍺材料外延生長(zhǎng)、Ge/Si器件暗電流問(wèn)題、Ge/Si APD與無(wú)源波導(dǎo)集成問(wèn)題等)，是SiFotonics在高速Ge/Si APD領(lǐng)域持續(xù)投入帶來(lái)的突破。

  如下圖2 WA6001的S21測(cè)試結(jié)果所示，其3-dB帶寬在不同APD增益下分別達(dá)到了：56GHz(增益為1.8時(shí))，48GHz(增益為3.5時(shí))，42GHz(增益為6時(shí))，36GHz(增益為10時(shí))。該結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以往所有報(bào)道過(guò)的APD的性能，是目前硅光芯片達(dá)到的新高度。

圖2. 56GHz波導(dǎo)型Ge/Si APD在不同APD增益下的S21曲線

  SiFotonics 的研發(fā)副總黃夢(mèng)園表示：“我們過(guò)去十年一直專注于高速Ge/Si APD的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，是因?yàn)槭冀K堅(jiān)信硅材料是最好的高速雪崩二極管材料。我們開(kāi)發(fā)的10G Ge/Si APD達(dá)到了以往III-V族APD的性能;25G Ge/Si APD性能超越了III-V APD;這次推出的56G Ge/Si APD繼續(xù)書(shū)寫硅光器件可以達(dá)到的高度，WA6001的成功研制也是材料物理學(xué)的完美演繹?！?

  SiFotonics CEO潘棟博士表示：“通過(guò)選取合適的增益和帶寬，這款APD可以有效滿足單波長(zhǎng)100G和4x100G PAM4應(yīng)用中光傳輸?shù)逆溌奉A(yù)算和帶寬需求。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)高靈敏度APD的實(shí)現(xiàn)，使得硅光集成的收發(fā)解決方案在400G數(shù)據(jù)中心和5G應(yīng)用上顯示出強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。這款芯片的推出，代表著硅光技術(shù)目前令人激動(dòng)的新進(jìn)展。我們會(huì)很快推出面向數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的400G集成收發(fā)芯片和1200G硅光相干收發(fā)芯片。”

  關(guān)于SiFotonics：

  SiFotonics Technologies是國(guó)際硅光子器件與集成技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者與領(lǐng)導(dǎo)者，為客戶設(shè)計(jì)、制造和提供下一代高速光電集成解決方案。自2006年以來(lái)，公司一直致力于硅光子技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)品化，與CMOS Foundry合作開(kāi)發(fā)專屬硅光產(chǎn)線。SiFotonics已實(shí)現(xiàn)鍺硅光電探測(cè)器 (Ge/Si PIN)、鍺硅雪崩光電探測(cè)器 (Ge/Si APD) 等產(chǎn)品的量產(chǎn)化，現(xiàn)已向市場(chǎng)全面推出10G/25G/56G PIN和APD芯片及其陣列，覆蓋波長(zhǎng)范圍850nm~1577nm。目前該產(chǎn)線也已完成硅光子集成技術(shù)的相關(guān)工藝調(diào)試，并成功試產(chǎn)高性能100G相干接收機(jī)芯片CR4Q01。