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AI浪潮下磷化铟成新宠,因其特性适合光通讯传输

全球新一轮科技浪潮被AI引发了,光通讯产业被引领到一个崭新的材料革命时代,磷化铟(Inp)变成了AI市场的新宠儿,它具备直接能隙、极高电子迁移率以及高耐热性与抗辐射这三大特性。,。

业界有分析认为,和传统的矽、砷化镓比起来,磷化铟在用于AI伺服器里的光通讯传输方面更具适配性,主要缘由在于,磷化铟拥有直接能隙的特性,也就是说,它能够把电能转变为光能,这在光通讯里属于基础特性,并且,磷化铟的电光转换效率较高,能够使伺服器的功耗进一步降低,从而能缓解AI数据中心耗电量大的状况。

其次,磷化铟有着具备极高电子迁移率这样的优势,电子移动的速度极其快,能够达成高速传输,像是800G、1.6T 等此类高速传输规格,这种特性对提升AI数据中心在接收资讯以及反馈资讯方面的效率有帮助,能够强化终端用户的使用者体验。

其三,磷化铟有着高耐热性以及抗辐射的特性,这对于长时间于高温环境里运作的AI伺服器,或者AI数据中心来讲极具重要性,由磷化铟材料制作而成的光通讯芯片,或者模组会更加稳定,并且可靠度高。

化合物半导体的重要拼图

磷化铟的用途_磷化铟外延工艺_

现在有这样一种高速电子元件,它是以磷化铟当作基板从而衍生出来的,其速度方面的表现,是目前人类能够制作出来的元件当中的极致状态,它的主要应用场域处于次毫米波,也就是30至300GHz这样的频段。不过说起来,长久以来它一直是个属于小众的市场,像国防领域、太空领域以及无线电天文台的接收器等。当前,5G的行动通讯以及低轨道卫星通讯,已经迈入了毫米波的纪元,未来在频宽持续存在需求的情况下,载波的操作频率必然会朝着更高频的方向发展,如此一来,磷化铟的重要性就不言而喻了。

作为个人以为的最具梦幻色彩的超高速电子元件,磷化铟的异质结构双极性电晶体(InP HBT),之所以如此,是由于InP/InGaAs的异质结构于HBT元件而言是最佳之选,其优越性超越了砷化镓GaAs HBT以及相关的HEMT 。5G毫米波(mmWave)的手机当下仅能在需大量数据传输的有限时间内被使用,主要缘由便是毫米波的功率放大器效率欠佳,通常都在50%以下,致使手机电池难以维持长时间的使用 。就磷化铟HBT而言,它存在着突破这种瓶颈的可能性,这会促使毫米波行动通讯更为广泛地普及。

磷化铟,在高速元件领域有资格大放异彩,于光通讯所需的半导体激光方面,也扮演着举足轻重的角色。波长在1.55微米的激光,其在光纤内传输时能量损耗是最低的,并且只有以磷化铟为基板的半导体激光能够达到此长波长。过去一直以来,相关的应用都局限于长距离的光纤通讯,像海底光缆以及都会区的主干光纤网路,这属于利基型的市场。然而跟着云端数据中心迅速地成长,相对应的需求也渐渐水涨船高,并且半导体激光承载的数据每秒至达100 Gbit之多,这全部都需要磷化铟化合物半导体。

长远以来,磷化铟应用领域多处于小众边缘的利基市场,所以产业规模相对狭小,致使普遍形成此物价格不菲的固有认知,甚至部分产品仍采用2吋晶圆。然而,伴随应用出路逐渐拓宽,磷化铟相关技术早在20多年前便已充分地开发完备,倘若此刻能够提前谋划布局,那么便存在机遇。

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