ਫੋਟੋਨਿਕ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਸਰਕਟ ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਿਸਟਮਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ

ਫੋਟੋਨਿਕ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਸਰਕਟ ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਿਸਟਮਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ
ਚਿੱਤਰ 1 ਦੋ ਪਦਾਰਥ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ, ਇੰਡੀਅਮ ਫਾਸਫੋਰਸ (InP) ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ (Si) ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇੰਡੀਅਮ ਦੀ ਦੁਰਲੱਭਤਾ InP ਨੂੰ Si ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਮਹਿੰਗਾ ਪਦਾਰਥ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਰਕਟਾਂ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਾਧਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਰਕਟਾਂ ਦੀ ਪੈਦਾਵਾਰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ InP ਸਰਕਟਾਂ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਰਕਟਾਂ ਵਿੱਚ, ਜਰਮੇਨੀਅਮ (Ge), ਜੋ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਰਫਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ(ਲਾਈਟ ਡਿਟੈਕਟਰ), ਨੂੰ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ InP ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ, ਪੈਸਿਵ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਨੂੰ ਵੀ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਿਕਾਸ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਿਕਾਸ ਵਿੱਚ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਨਾਲੋਂ ਉੱਚ ਨੁਕਸ ਘਣਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਗੋਟ ਤੋਂ। InP ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਟ੍ਰਾਂਸਵਰਸ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਰਿਫ੍ਰੈਕਟਿਵ ਇੰਡੈਕਸ ਕੰਟ੍ਰਾਸਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਵਰਸ ਅਤੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਦੋਵਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਰਿਫ੍ਰੈਕਟਿਵ ਇੰਡੈਕਸ ਕੰਟ੍ਰਾਸਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਛੋਟੇ ਝੁਕਣ ਵਾਲੇ ਰੇਡੀਆਈ ਅਤੇ ਹੋਰ ਵਧੇਰੇ ਸੰਖੇਪ structuresਾਂਚਿਆਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। InGaAsP ਵਿੱਚ ਸਿੱਧਾ ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ Si ਅਤੇ Ge ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, InP ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਿਸਟਮ ਲੇਜ਼ਰ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਉੱਤਮ ਹਨ। InP ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਆਕਸਾਈਡ Si, ਸਿਲੀਕਾਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ (SiO2) ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਆਕਸਾਈਡਾਂ ਵਾਂਗ ਸਥਿਰ ਅਤੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਨਹੀਂ ਹਨ। ਸਿਲੀਕਾਨ InP ਨਾਲੋਂ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਸਮੱਗਰੀ ਹੈ, ਜੋ ਵੱਡੇ ਵੇਫਰ ਆਕਾਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ, ਭਾਵ 300 mm (ਜਲਦੀ ਹੀ 450 mm ਤੱਕ ਅੱਪਗ੍ਰੇਡ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ) ਤੋਂ InP ਵਿੱਚ 75 mm ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ। InPਮਾਡਿਊਲੇਟਰਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੁਆਂਟਮ-ਸੀਮਤ ਸਟਾਰਕ ਪ੍ਰਭਾਵ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਤਾਪਮਾਨ ਕਾਰਨ ਬੈਂਡ ਕਿਨਾਰੇ ਦੀ ਗਤੀ ਕਾਰਨ ਤਾਪਮਾਨ-ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦੀ ਤਾਪਮਾਨ ਨਿਰਭਰਤਾ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਰਫ ਘੱਟ-ਲਾਗਤ ਵਾਲੇ, ਛੋਟੀ-ਸੀਮਾ ਵਾਲੇ, ਉੱਚ-ਆਵਾਜ਼ ਵਾਲੇ ਉਤਪਾਦਾਂ (ਪ੍ਰਤੀ ਸਾਲ 1 ਮਿਲੀਅਨ ਤੋਂ ਵੱਧ ਟੁਕੜੇ) ਲਈ ਢੁਕਵਾਂ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਵੀਕਾਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਮਾਸਕ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ ਫੈਲਾਉਣ ਲਈ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਵੇਫਰ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਕਿਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀਸ਼ਹਿਰ-ਤੋਂ-ਸ਼ਹਿਰ ਖੇਤਰੀ ਅਤੇ ਲੰਬੀ-ਢੁਆਈ ਵਾਲੇ ਉਤਪਾਦ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੁਕਸਾਨ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਅਸਲੀਅਤ ਵਿੱਚ, ਇਸਦੇ ਉਲਟ ਸੱਚ ਹੈ। ਘੱਟ-ਲਾਗਤ ਵਾਲੇ, ਛੋਟੀ-ਸੀਮਾ ਵਾਲੇ, ਉੱਚ-ਉਪਜ ਵਾਲੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ, ਵਰਟੀਕਲ ਕੈਵਿਟੀ ਸਰਫੇਸ-ਐਮੀਟਿੰਗ ਲੇਜ਼ਰ (VCSEL) ਅਤੇਡਾਇਰੈਕਟ-ਮੋਡਿਊਲੇਟਡ ਲੇਜ਼ਰ (ਡੀਐਮਐਲ ਲੇਜ਼ਰ) : ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੋਡਿਊਲੇਟਿਡ ਲੇਜ਼ਰ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਵੱਡਾ ਪ੍ਰਤੀਯੋਗੀ ਦਬਾਅ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਫੋਟੋਨਿਕ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਕਮਜ਼ੋਰੀ ਜੋ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਨੂੰ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦੀ, ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਨੁਕਸਾਨ ਬਣ ਗਈ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਮੈਟਰੋ, ਲੰਬੀ-ਦੂਰੀ ਦੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਅਤੇ ਡਿਜੀਟਲ ਸਿਗਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ (DSP) ਨੂੰ ਇਕੱਠੇ ਜੋੜਨ ਦੀ ਤਰਜੀਹ ਦੇ ਕਾਰਨ (ਜੋ ਕਿ ਅਕਸਰ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ), ਲੇਜ਼ਰ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਨਾ ਵਧੇਰੇ ਫਾਇਦੇਮੰਦ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਸੁਮੇਲ ਖੋਜ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀਆਂ ਕਮੀਆਂ ਨੂੰ ਕਾਫ਼ੀ ਹੱਦ ਤੱਕ ਪੂਰਾ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇਹ ਸਮੱਸਿਆ ਕਿ ਡਾਰਕ ਕਰੰਟ ਸਥਾਨਕ ਔਸਿਲੇਟਰ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਛੋਟਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, ਇਹ ਸੋਚਣਾ ਵੀ ਗਲਤ ਹੈ ਕਿ ਮਾਸਕ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ ਕਵਰ ਕਰਨ ਲਈ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਵੇਫਰ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੋਡ ਆਕਾਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਸਭ ਤੋਂ ਉੱਨਤ ਪੂਰਕ ਧਾਤੂ ਆਕਸਾਈਡ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ (CMOS) ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਵੱਡੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੇ ਮਾਸਕ ਅਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਰਨ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸਸਤੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।