《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國移動首款全自研光源芯片研發(fā)成功

2025-08-05
來源:快科技
關(guān)鍵詞: 中國移動 光源芯片

8月5日消息,近日,中國移動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(衡量信號頻率穩(wěn)定性的核心指標),實現(xiàn)了相位噪聲比現(xiàn)有產(chǎn)品降低三個量級(本征線寬從數(shù)十kHz降低到數(shù)十Hz)的突破性進展,為T比特級(每秒可傳送萬億比特數(shù)據(jù))下一代光傳輸激光器演進提供了全新解決方案。

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該項研究成果被光學領(lǐng)域頂級學術(shù)期刊Photonics Research錄用

項目團隊歷經(jīng)三年攻關(guān),全程主導從結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)仿真到版圖布局、流片封裝、原型驗證全流程研發(fā),先后完成兩次晶圓迭代流片以及七次原型封裝驗證,編寫芯片核心結(jié)構(gòu)代碼數(shù)千行。

在實現(xiàn)調(diào)諧范圍、線寬等關(guān)鍵性能指標突破的同時,通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和版圖布局,將芯片面積縮減90%,達到1.5mm×4mm,且兼容標準的緊湊型nano封裝,具備產(chǎn)品化應(yīng)用前景。

該芯片是中國移動首款全自研光源芯片,從設(shè)計、制備到封裝均在國內(nèi)完成,實現(xiàn)了全鏈條自主可控。

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中國移動研究院以T比特級高速相干光通信的“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T比特級波段擴展和速率提升兩大核心挑戰(zhàn),團隊通過三大技術(shù)創(chuàng)新突破了傳統(tǒng)方案的瓶頸,實現(xiàn)波段覆蓋提升100%、線寬降低三個量級的性能提升,為T比特級光傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定堅實的高性能芯片基礎(chǔ)。

第一,新型外腔結(jié)構(gòu),無損擴展調(diào)諧范圍。創(chuàng)新提出“反向游標”結(jié)構(gòu),相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)調(diào)諧范圍倍增的同時不引入額外差損,解決了傳統(tǒng)方案在寬譜調(diào)諧與精細化選頻之間的結(jié)構(gòu)性矛盾。該芯片可實現(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,實現(xiàn)多波段無縫切換。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波段范圍的限制,并通過一體化外腔選頻設(shè)計,實現(xiàn)多波段無縫切換。

第三,低損氮化硅諧振腔,線寬性能實現(xiàn)突破。采用超低損耗氮化硅諧振腔混合集成技術(shù),實現(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)字信號處理開銷降低三個量級。


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