ไดโอดจะถูกแทนที่ในอุปกรณ์สื่อสารในอนาคตหรือไม่?

1, การปฏิวัติวัสดุ: ปรับเปลี่ยนขอบเขตประสิทธิภาพของเซมิคอนดักเตอร์ bandgap กว้าง
ซิลิกอนแบบดั้งเดิม - ไดโอดที่ใช้ถูก จำกัด ด้วยคุณสมบัติของวัสดุและแสดงการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญในความถี่สูง -, อุณหภูมิสูง - และสูง - สถานการณ์พลังงาน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ Bandgap ที่แสดงโดยซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) และแกลเลียมไนไตรด์ (GAN) กำลังกลายเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการอัพเกรดไดโอดการสื่อสาร
SIC DIODE: ความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างความถี่สูงและทนต่อแรงดันไฟฟ้า
SIC Schottky Barrier Diodes (SBDS) Excel ในการจัดการพลังงานโมดูลออพติคอลเนื่องจากประจุกู้คืนแบบย้อนกลับที่ต่ำมาก (QC) และความเสถียรของอุณหภูมิสูง ในวงจร PFC ของโมดูลออปติคัล 400G ไดโอด SIC สามารถลดการสูญเสียการสลับได้ 60% และรองรับการทำงานของอุณหภูมิ - สูงที่ 175 องศาตามข้อกำหนดการกระจายความร้อนของศูนย์ข้อมูลที่ใช้งานหนาแน่น ตลาด Sic Diode ทั่วโลกคาดว่าจะสูงถึง 458 ล้านดอลลาร์ในปี 2566 โดยภาคการสื่อสารด้วยแสงคิดเป็นมากกว่า 30% คาดว่าจะเกิน 2.3 พันล้านเหรียญสหรัฐภายในปี 2573
Gan Diode: เครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการประมวลผลสัญญาณความเร็วสูงพิเศษ
การเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนสูงของวัสดุ GAN ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการสื่อสารด้วยแสงสูง - ในระบบส่งสัญญาณแสงที่สอดคล้องกันเครื่องตรวจจับแสงที่ใช้ GAN สามารถเพิ่มแบนด์วิดท์เป็นมากกว่า 100GHz และรองรับคลื่นเดียว 800 กรัมหรือแม้แต่การส่งสัญญาณ 1.6T ตัวอย่างเช่น GAN บนโฟโตไดโอด SI ที่พัฒนาโดยองค์กรบางแห่งมีการตอบสนองของ 0.8A/W ที่ความยาวคลื่น 1550Nm ซึ่งสูงกว่าวัสดุ IngaAs แบบดั้งเดิม 40% ในเวลาเดียวกันกระแสมืดจะลดลงเหลือต่ำกว่า 1NA ซึ่งเป็นการปรับปรุงสัญญาณ - เป็น - อัตราส่วนเสียงรบกวน
2, นวัตกรรมโครงสร้าง: จากอุปกรณ์ที่ไม่ต่อเนื่องไปจนถึงการรวม Optoelectronic
ด้วยวิวัฒนาการของระบบการสื่อสารทางแสงที่มีต่อการย่อขนาดและการใช้พลังงานต่ำการรวมไดโอดและอุปกรณ์โทนิคได้กลายเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาทางเทคโนโลยี
เทคโนโลยีโฟตอนซิลิคอน: เสริมพลังฟิวชั่นออปโตอิเล็กทรอนิกส์ด้วยกระบวนการ CMOS
เทคโนโลยี Silicon Photonics ประสบความสำเร็จ - การรวมชิปของอุปกรณ์โทนิคและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ผ่านเทคโนโลยี CMOS เปลี่ยนสถาปัตยกรรมที่ไม่ต่อเนื่องของโมดูลออปติคัลแบบดั้งเดิมอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่นโมดูลออปติคัลซิลิกอน 400 กรัมที่ปล่อยออกมาจากองค์กรบางแห่งรวมเลเซอร์, เครื่องตรวจจับแสง, โมดูเลเตอร์และวงจรไดรเวอร์บนชิปขนาด 4 มม. × 8 มม. ลดการใช้พลังงาน 40% และราคา 30% เมื่อเทียบกับโซลูชั่นดั้งเดิม ในหมู่พวกเขา PhotoDetector ใช้โครงสร้างไดโอดพินและบรรลุการตอบสนองสูง 0.9a/w ที่ความยาวคลื่น 1310nm โดยการปรับความเข้มข้นของยาสลบและความหนาของชั้นการดูดซับ
เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ 3D CO: การทำลายอุปสรรคบรรจุภัณฑ์
ในโมดูลออปติคัล 800G/1.6T เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ 3D CO (CPO) สแต็คไดโอดในแนวตั้งด้วยเครื่องยนต์ออพติคอลและชิป DSP และบรรลุการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าผ่านซิลิคอนผ่านรู (TSV) ตัวอย่างเช่นโมดูลออปติคัล CPO ที่พัฒนาโดยองค์กรบางแห่งรวมอาร์เรย์ photodetector เข้ากับชิป TIA ผ่านการยึดเกาะแบบไมโครการลดความจุของกาฝากให้ต่ำกว่า 0.1pF และรองรับการส่งสัญญาณ 56GBAUD PAM4 ด้วยอัตราความผิดพลาดบิตดีกว่า 10 ⁻⁻
3, การขยายฟังก์ชั่น: จากการตรวจจับสัญญาณไปจนถึงการรับรู้อัจฉริยะ
บทบาทของไดโอดในการสื่อสารด้วยแสงกำลังพัฒนาจากการตรวจจับสัญญาณแบบพาสซีฟไปจนถึงการรับรู้อัจฉริยะที่ใช้งานอยู่
Array Photodiode: การตรวจสอบสัญญาณออปติคัลหลายมิติ
ในเครือข่ายออปติคัล - ทั้งหมดอาร์เรย์โฟโตไดโอดสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์เวลา - เช่นพลังงานแสงความยาวคลื่นและสถานะโพลาไรเซชันของลิงก์ใยแก้วนำแสง ตัวอย่างเช่นโมดูลการตรวจสอบออพติคอลแบบบูรณาการ (ISM) ที่เปิดตัวโดยองค์กรบางแห่งใช้อาร์เรย์โฟโตไดโอด Ingaas 8 ช่องทางรวมกับอัลกอริทึม AI เพื่อค้นหาความผิดพลาดอย่างแม่นยำเช่นการดัดเส้นใยและตัวเชื่อมต่อ
photodetector ที่ปรับได้: รองรับการจัดการความยาวคลื่นแบบไดนามิก
ในระบบส่งสัญญาณ C+L Band Extended เครื่องตรวจจับแสงที่ปรับได้จะได้รับความครอบคลุมแบบไดนามิกในช่วงความยาวคลื่น 1260-1620Nm โดยการปรับความหนาหรือดัชนีการหักเหของแสงการดูดซับ ตัวอย่างเช่นเครื่องตรวจจับที่ปรับได้ตามเทคโนโลยี MEMS ที่พัฒนาโดยองค์กรบางแห่งมีความเร็วในการปรับความยาวคลื่น 100nm/ms รองรับการสลับระบบ 400 กรัมอย่างไร้รอยต่อในแถบ C+L และเพิ่มความจุเส้นใยเดี่ยว 50%
4, ภัยคุกคามทางเลือก: ความท้าทายของเทคโนโลยีควอนตัมและอุปกรณ์ใหม่
แม้ว่าไดโอดจะครอบครองตำแหน่งศูนย์กลางในการสื่อสารด้วยแสง แต่เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เช่นการสื่อสารควอนตัมและการตรวจจับโฟตอนเดี่ยวยังคงเป็นภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นกับพวกเขา
ควอนตัมดอทโฟโตไดโอด: ความสามารถในการตรวจจับระดับโฟตอนเดี่ยว
ควอนตัมจุดโฟโตไดโอดสามารถตรวจจับระดับโฟตอนเดี่ยวได้โดยการควบคุมขนาดของจุดควอนตัมให้การสนับสนุนอุปกรณ์หลักสำหรับการสื่อสารควอนตัมแบบออพติคอล ตัวอย่างเช่นเครื่องตรวจจับ DOT ควอนตัมที่พัฒนาโดยองค์กรบางแห่งมีอัตราการนับมืดน้อยกว่า 100Hz ที่ความยาวคลื่น 1550nm และประสิทธิภาพการตรวจจับ 90% มันถูกนำไปใช้ในระบบการกระจายคีย์คีย์ (QKD)
เครื่องตรวจจับ graphene: ความเร็วในการตอบสนองระดับ Terahertz
เครื่องตรวจจับกราฟีนที่มีลักษณะเป็นศูนย์ของพวกเขามีความเร็วในการตอบสนองทางทฤษฎีสูงถึง 1thz ซึ่งสูงกว่าวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น photodetector graphene ที่พัฒนาโดยองค์กรบางแห่งมีการตอบสนองของ 0.5A/W ในช่วงความถี่ 0.3-1.5 THz ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการสื่อสาร Terahertz
https://www.trrsemicon.com/transistor/p {2} channel {{3} }mosfet {{4} bss84.html