Réabhlóideachbrathadóir fótachód sileacain(Brathadóir fótachóim Si)
Brathadóir fótachódóra uile-sileacain réabhlóideach (Brathadóir fótachód Si）, feidhmíocht thar an ngnáthnós
Le castacht mhéadaitheach na samhlacha intleachta saorga agus na líonraí néaracha doimhne, cuireann braislí ríomhaireachta éilimh níos airde ar chumarsáid líonra idir próiseálaithe, cuimhne agus nóid ríomhaireachta. Mar sin féin, ní raibh líonraí traidisiúnta ar-sliseanna agus idir-sliseanna bunaithe ar naisc leictreacha in ann freastal ar an éileamh méadaitheach ar bhandaleithead, latency agus tomhaltas cumhachta. Chun an bac seo a réiteach, tá teicneolaíocht idirnasctha optúil, lena fad tarchuir fada, luas tapa, agus buntáistí ardéifeachtúlachta fuinnimh, ag éirí mar dhóchas forbartha amach anseo de réir a chéile. Ina measc, taispeánann teicneolaíocht fótóinic sileacain bunaithe ar phróiseas CMOS acmhainneacht mhór mar gheall ar a comhtháthú ard, costas íseal agus cruinneas próiseála. Mar sin féin, tá go leor dúshlán fós roimh bhaint amach brathadóirí fóta ardfheidhmíochta. De ghnáth, ní mór do bhrathadóirí fóta ábhair a bhfuil bearna banda caol acu, amhail gearmáiniam (Ge), a chomhtháthú chun feidhmíocht bhrath a fheabhsú, ach bíonn próisis déantúsaíochta níos casta, costais níos airde, agus toradh neamhrialta mar thoradh air seo freisin. Bhain an brathadóir fótachódóra uile-sileacain a d'fhorbair an fhoireann taighde luas tarchuir sonraí de 160 Gb/s in aghaidh an chainéil amach gan úsáid a bhaint as gearmáiniam, le bandaleithead tarchuir iomlán de 1.28 Tb/s, trí dhearadh athshondóra dé-mhicrifáinne nuálach.
Le déanaí, d’fhoilsigh foireann taighde chomhpháirteach sna Stáit Aontaithe staidéar nuálach, ag fógairt gur éirigh leo fótadhóid uile-sileacain maidhme sneachta a fhorbairt (Brathadóir fótachódóra APD) sliseanna. Tá feidhm chomhéadain fhótaileictreach thar a bheith ardluais agus ar chostas íseal ag an sliseanna seo, agus meastar go mbainfidh sé níos mó ná 3.2 Tb in aghaidh an tsoicind amach in aistriú sonraí i líonraí optúla amach anseo.
Ceannródaíocht theicniúil: dearadh athshondóra micrifáinne dúbailte
Is minic a bhíonn contrárthachtaí dosháraithe idir bandaleithead agus freagrúlacht i mbrathadóirí fótachódúla traidisiúnta. D’éirigh leis an bhfoireann taighde an contrárthacht seo a mhaolú trí dhearadh athshondóra micrifáinne dúbailte a úsáid agus tras-chaint idir bealaí a chosc go héifeachtach. Léiríonn torthaí turgnamhacha go bhfuil anbrathadóir fótachódóra uile-sileacainTá freagairt de 0.4 A/W aige, sruth dorcha chomh híseal le 1 nA, bandaleithead ard de 40 GHz, agus traschaint leictreach thar a bheith íseal de níos lú ná −50 dB. Tá an fheidhmíocht seo inchomparáide le brathadóirí fóta-fhóta tráchtála reatha atá bunaithe ar ábhair sileacain-gearmáiniam agus III-V.
Ag féachaint chun cinn: An cosán chun nuálaíochta i líonraí optúla
Ní hamháin gur sháraigh forbairt rathúil an fhóta-bhrathadóir uile-sileacain an réiteach traidisiúnta sa teicneolaíocht, ach baineadh amach coigilteas de thart ar 40% i gcostas freisin, rud a réitíonn an bealach do líonraí optúla ardluais, ar chostas íseal a bhaint amach sa todhchaí. Tá an teicneolaíocht lán-chomhoiriúnach le próisis CMOS atá ann cheana féin, tá toradh agus toradh thar a bheith ard aici, agus meastar go mbeidh sí ina comhpháirt chaighdeánach i réimse na teicneolaíochta fótóinice sileacain sa todhchaí. Amach anseo, tá sé beartaithe ag an bhfoireann taighde leanúint den dearadh a bharrfheabhsú chun an ráta ionsúcháin agus feidhmíocht bandaleithead an fhóta-bhrathadóir a fheabhsú tuilleadh trí thiúchan dópála a laghdú agus coinníollacha ionchlannaithe a fheabhsú. Ag an am céanna, déanfaidh an taighde iniúchadh freisin ar an gcaoi ar féidir an teicneolaíocht uile-sileacain seo a chur i bhfeidhm ar líonraí optúla i mbraislí AI den chéad ghlúin eile chun bandaleithead, inscálaitheacht agus éifeachtúlacht fuinnimh níos airde a bhaint amach.
Am an phoist: 31 Márta 2025