ਫੋਟੋਨਿਕ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਸਰਕਟ ਸਮੱਗਰੀ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਤੁਲਨਾ

ਫੋਟੋਨਿਕ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਸਰਕਟ ਸਮੱਗਰੀ ਸਿਸਟਮ 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 ਮਹਿੰਗੀ ਸਮੱਗਰੀ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਰਕਟਾਂ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਾਧਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਰਕਟਾਂ ਦਾ ਝਾੜ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ InP ਸਰਕਟਾਂ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਰਕਟਾਂ ਵਿੱਚ, ਜਰਮੇਨੀਅਮ (ਜੀ.ਈ.), ਜੋ ਕਿ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਰਫ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ(ਲਾਈਟ ਡਿਟੈਕਟਰ), ਨੂੰ ਐਪੀਟੈਕਸੀਲ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ InP ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ, ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਪੈਸਿਵ ਵੇਵਗਾਈਡ ਵੀ ਐਪੀਟੈਕਸੀਲ ਵਿਕਾਸ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਜਾਣੇ ਚਾਹੀਦੇ ਹਨ। ਐਪੀਟੈਕਸੀਲ ਵਿਕਾਸ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਨਾਲੋਂ ਉੱਚ ਨੁਕਸ ਘਣਤਾ ਰੱਖਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਗੋਟ ਤੋਂ। InP ਵੇਵਗਾਈਡਸ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਟ੍ਰਾਂਸਵਰਸ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਰਿਫ੍ਰੈਕਟਿਵ ਇੰਡੈਕਸ ਕੰਟਰਾਸਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਵੇਵਗਾਈਡਸ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਵਰਸ ਅਤੇ ਲੰਬਿਤ ਦੋਨਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਰਿਫ੍ਰੈਕਟਿਵ ਇੰਡੈਕਸ ਕੰਟਰਾਸਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਛੋਟੇ ਝੁਕਣ ਵਾਲੇ ਰੇਡੀਏ ਅਤੇ ਹੋਰ ਵਧੇਰੇ ਸੰਖੇਪ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। InGaAsP ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਿੱਧਾ ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ Si ਅਤੇ Ge ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, InP ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਲੇਜ਼ਰ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਉੱਤਮ ਹਨ। InP ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਆਕਸਾਈਡ Si, ਸਿਲਿਕਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ (SiO2) ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਆਕਸਾਈਡਾਂ ਵਾਂਗ ਸਥਿਰ ਅਤੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਨਹੀਂ ਹਨ। ਸਿਲੀਕਾਨ InP ਨਾਲੋਂ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਸਮੱਗਰੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ InP ਵਿੱਚ 75 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ 300 ਮਿਲੀਮੀਟਰ (ਜਲਦੀ ਹੀ 450 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਤੱਕ ਅੱਪਗਰੇਡ ਕੀਤੀ ਜਾਵੇਗੀ) ਤੋਂ ਵੱਡੇ ਵੇਫਰ ਆਕਾਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਇਨਪੀmodulatorsਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੁਆਂਟਮ-ਸੀਮਤ ਸਟਾਰਕ ਪ੍ਰਭਾਵ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬੈਂਡ ਕਿਨਾਰੇ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਤਾਪਮਾਨ-ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਉਲਟ, ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਮੋਡੀਊਲੇਟਰਾਂ ਦੀ ਤਾਪਮਾਨ ਨਿਰਭਰਤਾ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਰਫ ਘੱਟ-ਕੀਮਤ, ਛੋਟੀ-ਸੀਮਾ, ਉੱਚ-ਆਵਾਜ਼ ਵਾਲੇ ਉਤਪਾਦਾਂ (ਪ੍ਰਤੀ ਸਾਲ 1 ਮਿਲੀਅਨ ਤੋਂ ਵੱਧ ਟੁਕੜਿਆਂ) ਲਈ ਢੁਕਵਾਂ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਵੀਕਾਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਮਾਸਕ ਫੈਲਾਉਣ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਖਰਚਿਆਂ ਲਈ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਵੇਫਰ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀਸ਼ਹਿਰ-ਤੋਂ-ਸ਼ਹਿਰ ਖੇਤਰੀ ਅਤੇ ਲੰਬੀ ਦੂਰੀ ਵਾਲੇ ਉਤਪਾਦ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਨੁਕਸਾਨ ਹਨ। ਅਸਲ ਵਿੱਚ, ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸਦੇ ਉਲਟ ਸੱਚ ਹੈ. ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਵਾਲੇ, ਛੋਟੀ-ਸੀਮਾ, ਉੱਚ-ਉਪਜ ਵਾਲੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ, ਵਰਟੀਕਲ ਕੈਵੀਟੀ ਸਰਫੇਸ-ਇਮੀਟਿੰਗ ਲੇਜ਼ਰ (VCSEL) ਅਤੇਡਾਇਰੈਕਟ-ਮੋਡਿਊਲਡ ਲੇਜ਼ਰ (DML ਲੇਜ਼ਰ) : ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੋਡੀਊਲੇਟਡ ਲੇਜ਼ਰ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਵੱਡਾ ਪ੍ਰਤੀਯੋਗੀ ਦਬਾਅ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਫੋਟੋਨਿਕ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਕਮਜ਼ੋਰੀ ਜੋ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਨੂੰ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਨੁਕਸਾਨ ਬਣ ਗਈ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਮੈਟਰੋ ਵਿੱਚ, ਲੰਬੀ ਦੂਰੀ ਦੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ, ਸਿਲਿਕਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਅਤੇ ਡਿਜੀਟਲ ਸਿਗਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ (ਡੀਐਸਪੀ) ਨੂੰ ਇਕੱਠੇ ਜੋੜਨ ਦੀ ਤਰਜੀਹ ਦੇ ਕਾਰਨ (ਜੋ ਅਕਸਰ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ), ਲੇਜ਼ਰ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਨਾ ਵਧੇਰੇ ਫਾਇਦੇਮੰਦ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਇਕਸਾਰ ਖੋਜ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਸਿਲਿਕਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀਆਂ ਕਮੀਆਂ ਨੂੰ ਕਾਫੀ ਹੱਦ ਤੱਕ ਪੂਰਾ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇਹ ਸਮੱਸਿਆ ਕਿ ਡਾਰਕ ਕਰੰਟ ਸਥਾਨਕ ਔਸਿਲੇਟਰ ਫੋਟੋਕਰੈਂਟ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਛੋਟਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, ਇਹ ਸੋਚਣਾ ਵੀ ਗਲਤ ਹੈ ਕਿ ਮਾਸਕ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਖਰਚਿਆਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ 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 ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ (CMOS) ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਵੱਡੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੇ ਮਾਸਕ ਅਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਦੀਆਂ ਦੌੜਾਂ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸਸਤੀਆਂ ਹਨ।