Paghahambing ng mga sistemang materyal na integrated circuit

Paghahambing ng mga sistemang materyal na integrated circuit
Ang Figure 1 ay nagpapakita ng isang paghahambing ng dalawang materyal na sistema, indium phosphorus (INP) at silikon (SI). Ang pambihira ng indium ay ginagawang mas mahal na materyal kaysa sa SI. Dahil ang mga circuit na batay sa silikon ay nagsasangkot ng mas kaunting pag-unlad ng epitaxial, ang ani ng mga circuit na batay sa silikon ay karaniwang mas mataas kaysa sa mga circuit ng INP. Sa mga circuit na batay sa silikon, ang germanium (GE), na karaniwang ginagamit lamang saPhotodetector(light detector), ay nangangailangan ng paglaki ng epitaxial, habang sa mga sistema ng INP, kahit na ang mga passive waveguides ay dapat ihanda sa pamamagitan ng paglaki ng epitaxial. Ang paglaki ng epitaxial ay may posibilidad na magkaroon ng isang mas mataas na density ng depekto kaysa sa solong paglaki ng kristal, tulad ng mula sa isang kristal na ingot. Ang mga waveguides ng INP ay may mataas na refractive index na kaibahan lamang sa transverse, habang ang mga waveguides na batay sa silikon ay may mataas na kaibahan ng index ng index sa parehong transverse at paayon, na nagpapahintulot sa mga aparato na batay sa silikon na makamit ang mas maliit na baluktot na radii at iba pang mga compact na istruktura. Ang Ingaasp ay may direktang puwang ng banda, habang ang SI at GE ay hindi. Bilang isang resulta, ang mga materyal na sistema ng INP ay higit na mahusay sa mga tuntunin ng kahusayan ng laser. Ang mga intrinsic oxides ng mga sistema ng INP ay hindi matatag at matatag tulad ng intrinsic oxides ng Si, silikon dioxide (SIO2). Ang Silicon ay isang mas malakas na materyal kaysa sa INP, na nagpapahintulot sa paggamit ng mas malaking sukat ng wafer, ibig sabihin, mula sa 300 mm (sa lalong madaling panahon na ma -upgrade sa 450 mm) kumpara sa 75 mm sa INP. INPMga ModulatorKaraniwan ay nakasalalay sa epekto ng stark na nakumpirma ng dami, na kung saan ay sensitibo sa temperatura dahil sa paggalaw ng band na sanhi ng temperatura. Sa kaibahan, ang pag-asa sa temperatura ng mga modulators na batay sa silikon ay napakaliit.

Ang teknolohiya ng Silicon Photonics ay karaniwang itinuturing na angkop lamang para sa mababang gastos, panandaliang, mataas na dami ng mga produkto (higit sa 1 milyong piraso bawat taon). Ito ay dahil malawak na tinatanggap na ang isang malaking halaga ng kapasidad ng wafer ay kinakailangan upang maikalat ang mga gastos sa mask at pag -unlad, at iyonTeknolohiya ng Silicon Photonicsay may makabuluhang kawalan ng pagganap sa mga aplikasyon ng produkto ng lungsod-sa-lungsod at pangmatagalang produkto. Sa katotohanan, gayunpaman, ang kabaligtaran ay totoo. Sa mababang gastos, panandaliang, mataas na ani na aplikasyon, patayong lukab sa ibabaw na naglalabas ng laser (VCSEL) atDirect-Modulated Laser (DML laser): Ang direktang modulated laser ay nagdudulot ng isang malaking mapagkumpitensyang presyon, at ang kahinaan ng teknolohiyang nakabatay sa silikon na hindi madaling isama ang mga laser ay naging isang malaking kawalan. Sa kaibahan, sa Metro, ang mga aplikasyon ng malayong distansya, dahil sa kagustuhan para sa pagsasama ng teknolohiya ng silikon na photonics at digital signal processing (DSP) nang magkasama (na madalas na nasa mataas na temperatura na kapaligiran), mas kapaki-pakinabang na paghiwalayin ang laser. Bilang karagdagan, ang magkakaugnay na teknolohiya ng pagtuklas ay maaaring gumawa ng para sa mga pagkukulang ng teknolohiya ng silikon na photonics sa isang malaking lawak, tulad ng problema na ang madilim na kasalukuyang ay mas maliit kaysa sa lokal na oscillator photocurrent. Kasabay nito, mali rin na isipin na ang isang malaking halaga ng kapasidad ng wafer ay kinakailangan upang masakop ang mask at mga gastos sa pag -unlad, dahil ang teknolohiyang photonics ng silikon ay gumagamit ng mga laki ng node na mas malaki kaysa sa pinaka -advanced na pantulong na metal oxide semiconductors (CMO), kaya ang mga kinakailangang mask at paggawa ay medyo mura.