Revolusionerpengesan foto silikon（Pengesan foto Si）
Pengesan foto silikon sepenuhnya revolusioner（Pengesan foto Si）, prestasi melebihi tradisional
Dengan peningkatan kerumitan model kecerdasan buatan dan rangkaian saraf mendalam, kluster pengkomputeran memberikan permintaan yang lebih tinggi terhadap komunikasi rangkaian antara pemproses, memori dan nod pengkomputeran. Walau bagaimanapun, rangkaian atas cip dan antara cip tradisional yang berasaskan sambungan elektrik tidak dapat memenuhi permintaan lebar jalur, latensi dan penggunaan kuasa yang semakin meningkat. Untuk menyelesaikan kesesakan ini, teknologi sambungan optik dengan jarak penghantaran yang jauh, kelajuan yang pantas, kelebihan kecekapan tenaga yang tinggi, secara beransur-ansur menjadi harapan pembangunan masa hadapan. Antaranya, teknologi fotonik silikon berasaskan proses CMOS menunjukkan potensi yang besar disebabkan oleh integrasi yang tinggi, kos rendah dan ketepatan pemprosesan. Walau bagaimanapun, merealisasikan fotodetektor berprestasi tinggi masih menghadapi banyak cabaran. Biasanya, fotodetektor perlu mengintegrasikan bahan dengan jurang jalur yang sempit, seperti germanium (Ge), untuk meningkatkan prestasi pengesanan, tetapi ini juga membawa kepada proses pembuatan yang lebih kompleks, kos yang lebih tinggi, dan hasil yang tidak menentu. Fotodetektor silikon sepenuhnya yang dibangunkan oleh pasukan penyelidikan mencapai kelajuan penghantaran data sebanyak 160 Gb/s setiap saluran tanpa menggunakan germanium, dengan jumlah lebar jalur penghantaran sebanyak 1.28 Tb/s, melalui reka bentuk resonator dwi-mikroring yang inovatif.
Baru-baru ini, sebuah pasukan penyelidikan bersama di Amerika Syarikat telah menerbitkan satu kajian inovatif, yang mengumumkan bahawa mereka telah berjaya membangunkan fotodiod runtuhan salji silikon sepenuhnya (Pengesan foto APD) cip. Cip ini mempunyai fungsi antara muka fotoelektrik berkelajuan ultra tinggi dan kos rendah, yang dijangka mencapai pemindahan data lebih daripada 3.2 Tb sesaat dalam rangkaian optik masa hadapan.
Kejayaan teknikal: reka bentuk resonator mikroring berganda
Fotodetektor tradisional sering mempunyai percanggahan yang tidak dapat diselesaikan antara lebar jalur dan daya tindak balas. Pasukan penyelidikan berjaya mengurangkan percanggahan ini dengan menggunakan reka bentuk resonator mikroberganda dan berkesan menyekat perbualan silang antara saluran. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawapengesan foto silikon sepenuhnyamempunyai tindak balas A sebanyak 0.4 A/W, arus gelap serendah 1 nA, lebar jalur tinggi 40 GHz dan crosstalk elektrik yang sangat rendah iaitu kurang daripada −50 dB. Prestasi ini setanding dengan fotodetektor komersial semasa berdasarkan bahan silikon-germanium dan III-V.
Melihat ke masa depan: Laluan ke arah inovasi dalam rangkaian optik
Kejayaan pembangunan pengesan foto silikon sepenuhnya bukan sahaja mengatasi penyelesaian tradisional dalam teknologi, tetapi juga mencapai penjimatan kos kira-kira 40%, membuka jalan untuk merealisasikan rangkaian optik berkelajuan tinggi dan berkos rendah pada masa hadapan. Teknologi ini serasi sepenuhnya dengan proses CMOS sedia ada, mempunyai hasil dan hasil yang sangat tinggi, dan dijangka menjadi komponen standard dalam bidang teknologi fotonik silikon pada masa hadapan. Pada masa hadapan, pasukan penyelidikan merancang untuk terus mengoptimumkan reka bentuk untuk meningkatkan lagi kadar penyerapan dan prestasi lebar jalur pengesan foto dengan mengurangkan kepekatan doping dan menambah baik keadaan implantasi. Pada masa yang sama, penyelidikan ini juga akan meneroka bagaimana teknologi silikon sepenuhnya ini boleh digunakan pada rangkaian optik dalam kluster AI generasi akan datang untuk mencapai lebar jalur, kebolehskalaan dan kecekapan tenaga yang lebih tinggi.
Masa siaran: 31 Mac 2025