Revolusionêrsilikon fotodetektor(Si fotodetektor)
Revolusionêre volledig silikon fotodetektorSi fotodetektor）, prestasie verder as die tradisionele
Met die toenemende kompleksiteit van kunsmatige intelligensiemodelle en diep neurale netwerke, stel rekenaargroepe hoër eise aan netwerkkommunikasie tussen verwerkers, geheue en rekenaarnodusse. Tradisionele on-chip en inter-chip netwerke gebaseer op elektriese verbindings kon egter nie aan die groeiende vraag na bandwydte, latensie en kragverbruik voldoen nie. Om hierdie knelpunt op te los, word optiese interkonneksietegnologie met sy lang transmissieafstand, vinnige spoed, hoë energie-doeltreffendheidvoordele, geleidelik die hoop vir toekomstige ontwikkeling. Onder hulle toon silikon fotoniese tegnologie gebaseer op die CMOS-proses groot potensiaal as gevolg van sy hoë integrasie, lae koste en verwerkingsakkuraatheid. Die realisering van hoëprestasie-fotodetektors staar egter steeds baie uitdagings in die gesig. Tipies moet fotodetektors materiale met 'n nou bandgaping, soos germanium (Ge), integreer om die opsporingsprestasie te verbeter, maar dit lei ook tot meer komplekse vervaardigingsprosesse, hoër koste en wisselvallige opbrengste. Die volledig-silikon fotodetektor wat deur die navorsingspan ontwikkel is, het 'n data-oordragspoed van 160 Gb/s per kanaal sonder die gebruik van germanium bereik, met 'n totale oordragbandwydte van 1.28 Tb/s, deur 'n innoverende dubbele mikroringresonatorontwerp.
Onlangs het 'n gesamentlike navorsingspan in die Verenigde State 'n innoverende studie gepubliseer waarin hulle aangekondig het dat hulle 'n volledig silikon-lawine-fotodiode suksesvol ontwikkel het (APD-fotodetektor)-skyfie. Hierdie skyfie het 'n ultrahoëspoed- en laekoste-fotoëlektriese koppelvlakfunksie, wat na verwagting meer as 3.2 Tb per sekonde data-oordrag in toekomstige optiese netwerke sal bereik.
Tegniese deurbraak: dubbele mikroringresonatorontwerp
Tradisionele fotodetektors het dikwels onversoenbare teenstrydighede tussen bandwydte en responsiwiteit. Die navorsingspan het hierdie teenstrydigheid suksesvol verlig deur 'n dubbel-mikroring resonatorontwerp te gebruik en kruisspraak tussen kanale effektief te onderdruk. Eksperimentele resultate toon dat dieal-silikon fotodetektorhet 'n reaksie van 0.4 A/W, 'n donkerstroom so laag as 1 nA, 'n hoë bandwydte van 40 GHz, en 'n uiters lae elektriese kruisspraak van minder as −50 dB. Hierdie werkverrigting is vergelykbaar met huidige kommersiële fotodetektors gebaseer op silikon-germanium en III-V materiale.
'n Kykie na die toekoms: Die pad na innovasie in optiese netwerke
Die suksesvolle ontwikkeling van die volledig-silikon fotodetektor het nie net die tradisionele oplossing in tegnologie oortref nie, maar het ook 'n besparing van ongeveer 40% in koste behaal, wat die weg baan vir die verwesenliking van hoëspoed-, laekoste-optiese netwerke in die toekoms. Die tegnologie is ten volle versoenbaar met bestaande CMOS-prosesse, het uiters hoë opbrengs en produksie, en daar word verwag dat dit in die toekoms 'n standaardkomponent op die gebied van silikonfotonika-tegnologie sal word. In die toekoms beplan die navorsingspan om voort te gaan om die ontwerp te optimaliseer om die absorpsietempo en bandwydteprestasie van die fotodetektor verder te verbeter deur dopingkonsentrasies te verminder en inplantingstoestande te verbeter. Terselfdertyd sal die navorsing ook ondersoek hoe hierdie volledig-silikon tegnologie toegepas kan word op optiese netwerke in volgende-generasie KI-klusters om hoër bandwydte, skaalbaarheid en energie-doeltreffendheid te bereik.
Plasingstyd: 31 Maart 2025