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

  ICCSZ訊 在對高速硅光芯片研發(fā)持續大量投入的基礎上, SiFotonics正式宣布成功開(kāi)發(fā)新一代硅光波導型高靈敏度雪崩探測器 (APD) 芯片WA6001，該芯片成功實(shí)現了低暗電流 (10nA)，高響應度(0.6A/W，包含了波導耦合損耗)和3-dB帶寬56GHz，高性能APD方案將助力400GbE數據中心和5G無(wú)線(xiàn)應用的加速到來(lái)。

  為應對無(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)對數據中心和無(wú)線(xiàn)通信的龐大帶寬訴求，IEEE 400G標準和相關(guān)MSA (400GBASE-DR4, 400GBASE-FR4, 100GBASE-LR) 陸續在過(guò)去一兩個(gè)月中正式頒布。這些標準都采用了相對復雜的PAM4調制，這對系統鏈路中的功率預算有著(zhù)更高的要求。56GHz波導型Ge/Si APD WA6001(圖1)的成功研制，標志著(zhù)可以在保證現有光纖鏈路不改變的情況下，彌補更復雜調制帶來(lái)的功率損失。

圖1. 56GHz波導型Ge/Si APD(測試中)

  WA6001的研發(fā)是基于SiFotonics專(zhuān)屬的CMOS硅光生產(chǎn)線(xiàn)，采用特有的鍺硅材料生長(cháng)設備和技術(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(cháng)、Ge/Si器件暗電流問(wèn)題、Ge/Si APD與無(wú)源波導集成問(wèn)題等)，是SiFotonics在高速Ge/Si APD領(lǐng)域持續投入帶來(lái)的突破。

  如下圖2 WA6001的S21測試結果所示，其3-dB帶寬在不同APD增益下分別達到了：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))。該結果遠遠超過(guò)以往所有報道過(guò)的APD的性能，是目前硅光芯片達到的新高度。

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

  SiFotonics 的研發(fā)副總黃夢(mèng)園表示：“我們過(guò)去十年一直專(zhuān)注于高速Ge/Si APD的設計和開(kāi)發(fā)，是因為始終堅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繼續書(shū)寫(xiě)硅光器件可以達到的高度，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(mǎn)足單波長(cháng)100G和4x100G PAM4應用中光傳輸的鏈路預算和帶寬需求。波導結構高靈敏度APD的實(shí)現，使得硅光集成的收發(fā)解決方案在400G數據中心和5G應用上顯示出強大的競爭力。這款芯片的推出，代表著(zhù)硅光技術(shù)目前令人激動(dòng)的新進(jìn)展。我們會(huì )很快推出面向數據中心應用的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是國際硅光子器件與集成技術(shù)的開(kāi)創(chuàng )者與領(lǐng)導者，為客戶(hù)設計、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(zhuān)屬硅光產(chǎn)線(xiàn)。SiFotonics已實(shí)現鍺硅光電探測器 (Ge/Si PIN)、鍺硅雪崩光電探測器 (Ge/Si APD) 等產(chǎn)品的量產(chǎn)化，現已向市場(chǎng)全面推出10G/25G/56G PIN和APD芯片及其陣列，覆蓋波長(cháng)范圍850nm~1577nm。目前該產(chǎn)線(xiàn)也已完成硅光子集成技術(shù)的相關(guān)工藝調試，并成功試產(chǎn)高性能100G相干接收機芯片CR4Q01。