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全鏈條自主可控:中國(guó)移動(dòng)首款全自研光源芯片研發(fā)成功

2025-08-08 11:15:05快科技閱讀量:16599 我要評(píng)論


  近日,中國(guó)移動(dòng)研究院成功自主研制出首款新結(jié)構(gòu)硅基外腔混合集成光源芯片。
 
  該芯片憑借34.2 Hz本征線寬(衡量信號(hào)頻率穩(wěn)定性的核心指標(biāo)),實(shí)現(xiàn)了相位噪聲比現(xiàn)有產(chǎn)品降低三個(gè)量級(jí)(本征線寬從數(shù)十kHz降低到數(shù)十Hz)的突破性進(jìn)展,為T(mén)比特級(jí)(每秒可傳送萬(wàn)億比特?cái)?shù)據(jù))下一代光傳輸激光器演進(jìn)提供了全新解決方案。
 
  項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)三年攻關(guān),全程主導(dǎo)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)仿真到版圖布局、流片封裝、原型驗(yàn)證全流程研發(fā),先后完成兩次晶圓迭代流片以及七次原型封裝驗(yàn)證,編寫(xiě)芯片核心結(jié)構(gòu)代碼數(shù)千行。
 
  在實(shí)現(xiàn)調(diào)諧范圍、線寬等關(guān)鍵性能指標(biāo)突破的同時(shí),通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和版圖布局,將芯片面積縮減90%,達(dá)到1.5mm×4mm,且兼容標(biāo)準(zhǔn)的緊湊型nano封裝,具備產(chǎn)品化應(yīng)用前景。
 
  該芯片是中國(guó)移動(dòng)首款全自研光源芯片,從設(shè)計(jì)、制備到封裝均在國(guó)內(nèi)完成,實(shí)現(xiàn)了全鏈條自主可控。
 
  中國(guó)移動(dòng)研究院以T比特級(jí)高速相干光通信的“引擎”——可調(diào)諧窄線寬激光器為核心突破口,系統(tǒng)性地布局超寬譜、超高速光傳輸基礎(chǔ)芯片研究。
 
  針對(duì)T比特級(jí)波段擴(kuò)展和速率提升兩大核心挑戰(zhàn),團(tuán)隊(duì)通過(guò)三大技術(shù)創(chuàng)新突破了傳統(tǒng)方案的瓶頸,實(shí)現(xiàn)波段覆蓋提升100%、線寬降低三個(gè)量級(jí)的性能提升,為T(mén)比特級(jí)光傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)的高性能芯片基礎(chǔ)。
 
  第一,新型外腔結(jié)構(gòu),無(wú)損擴(kuò)展調(diào)諧范圍。創(chuàng)新提出“反向游標(biāo)”結(jié)構(gòu),相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)調(diào)諧范圍倍增的同時(shí)不引入額外差損,解決了傳統(tǒng)方案在寬譜調(diào)諧與精細(xì)化選頻之間的結(jié)構(gòu)性矛盾。該芯片可實(shí)現(xiàn)超200nm超寬譜調(diào)諧,相比現(xiàn)有商用產(chǎn)品提升100%,能夠支持T比特系統(tǒng)中S+C+L乃至更寬波段的一體化覆蓋。
 
  第二,攻克增益瓶頸,實(shí)現(xiàn)多波段無(wú)縫切換。提出多波段增益耦合結(jié)構(gòu),突破傳統(tǒng)方案中單增益芯片對(duì)波段范圍的限制,并通過(guò)一體化外腔選頻設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)多波段無(wú)縫切換。
 
  第三,低損氮化硅諧振腔,線寬性能實(shí)現(xiàn)突破。采用超低損耗氮化硅諧振腔混合集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)小于百Hz的超窄洛倫茲線寬,僅為現(xiàn)有商用產(chǎn)品的千分之一,可將通信中相位相關(guān)數(shù)字信號(hào)處理開(kāi)銷(xiāo)降低三個(gè)量級(jí)。
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