工业激光器与硅光子技术蓬勃发展,为硅基激光器行业发展带来广阔空间


硅光子是用激光束代替电子信号传输数据的技术,是一种高速光通信技术,硅基激光器是硅光子通信技术的核心器件之一。传统激光器是使用III-V族化合物作为发光材料,但III-V族化合物成本高,且与CMOS不兼容,硅材料兼容性好且成本低,因此硅基激光器成为激光器的重要发展方向。

随着光通信技术进步,其功能集成度不断提升,元器件小型化、超薄化、高兼容化成为趋势。相较于传统激光器发光材料,硅材料与CMOS兼容性好,并可利用纳米技术制造元器件,可以满足小体积要求,有利于功能集成。同时,硅材料还具有光学损耗低、波导性能优、机械性能好、抗辐射性能佳等优良特性。此外,硅资源全球储量大,原料来源丰富,成本较低,因此硅基激光器具有发展优势。


根据新思界产业研究中心发布的《2020-2024年硅基激光器行业深度市场调研及投资策略建议报告 》显示,2015-2019年,全球工业激光器市场年均复合增长率达到18%,2019年,市场规模达到52亿美元,增长势头强劲。预计2020-2024年,全球硅光子市场将以40%左右的增速飞速增长,到2024年市场规模将达到28亿美元左右。全球工业激光器与硅光子市场均保持强劲增长势头,为硅基激光器行业发展带来广阔空间。

硅基激光器技术主要有三个发展方向,一是通过光栅耦合器将激光器耦合进硅波导中,此技术需要大功率激光器芯片;二是将III-V族的DFB芯片倒装焊于SOI晶圆上,通过端面耦合进硅波导中,此技术对倒装焊设备精度要求高;三是将III-V族发光材料键合在SOI晶圆上,制作成激光器耦合进硅波导中。在全球硅基激光器市场中,美国处于技术领先地位。

我国光通信产业发展迅速,但贸易保护主义抬头,部分核心元器件美国对我国禁运。为保障国内光通信产业发展,打破核心器件市场被国外企业垄断的格局,实现硅基激光器自主研发生产势在必行。在此背景下,我国在硅基激光器研究领域的投入不断加大。2018年,中山大学光电材料与技术国家重点实验室与英国伦敦大学合作,研发出国际首例硅基外延生长电抽运室温连续工作分布反馈式(DFB)激光器阵列芯片,对我国硅基激光器行业发展具有重要意义。

相关行业分析人士表示,硅基激光器是激光器的重要发展方向,同时也是硅光子技术的核心器件,未来具有广阔发展前景。我国通信技术不断进步,硅光子技术蓬勃发展,为硅基激光器行业带来广阔发展空间。虽然我国硅基激光器的各项技术均在不断突破,但现阶段尚不具备批量生产能力,未来,率先攻克各项技术瓶颈、实现批量化生产的企业具备先发优势。

来源:新思界网
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