纳米科技能为光通信带来什么

2019-05-06 10:14:49 来源: 巴南信息港

对新型材料的研究一直主导着通信技术的发展方向。过去,在射频和高速处理领域,砷化镓是主要的推动力量。而铌酸锂则改善了光调制器和放大器的性能。在光通信行业那场泡沫破灭之前,磷化铟一直推动着集成光电子技术的发展。当所有话题都在围绕着纳米科技的时候,许多光通信业内人士对纳米技术能否给他们带来巨额财富表示怀疑,这也完全在意料之中。在过去几年里涌现出的许多创业公司,都声称可以将“纳米光子”商业化。而近,欧盟就特别针对这一领域启动了一个大型研发项目。

纳米技术吸引更多投资

虽然纳米工程的出现已有些时日,但其真正的发展得益于一整套新的加工技术,这些技术包括原子力显微镜、浸笔纳米光刻和纳米压印光刻等,它们使得制造纳米器件变得更加容易,开发者因此能够研制出体积更小、价格更低、性能更高的器件。而这也正是纳米光子的主要卖点。通过采用纳米工艺,可以将纳米光子制成一系列的偏振器、分路器和波片等。

纳米光子比大多数的光通信(或其他纳米技术)新技术能吸引更多的投资。它不仅被应用到了络领域,而且还被应用到消费电子行业。但是,在光络中并非所有的纳米技术应用都能如愿以偿。早期对量子点激光器所寄予的希望,似乎已烟消云散,因为现在有了更节省成本的方法来生产电信级的无制冷激光器。

虽然如此,量子点激光器在其他领域仍然有巨大的市场前景。量子加密技术就需要用到这种激光器。近东芝公司发布了一项重大研究成果,他们声称可以用量子点光源发送单个光子。目前,许多金融机构、政府部门和一些国防项目承包商都采用了量子加密技术。这种技术的成本比较高,未来将会有大幅下降的空间。即使这样,量子保密通信在未来10年仍然不会有很大的市场。与此密切相关的量子计算技术的市场同样也很小。

推动光互联加速发展

纳米激光器的个重要应用很可能是芯片互联。过去,处理器速度一直是阻碍计算技术和电信技术发展的主要因素。但是,当处理器速度提高到一定程度时,互联就成了制约发展的因素。

为此,半导体制造商采用铜互联取代了过去的铝互联。现在他们又在对光互联以及超低K值材料和碳纳米管进行实验。光互联能够提供足够的带宽,并能向快的处理器提供数据。但是,考虑到尺寸和成本的因素,对于这种应用的激光器,要求将会非常苛刻。在板卡上可以采用VCSEL,同时使用保偏光纤也是降低成本的一种方法。在芯片中,激光器和波导都需要采用纳米技术制造。

另一个需要面对的难题是如何将光子和电子集成起来。这就促进了硅光子技术的发展。如果硅既可以用来处理光子北京品牌策划公司
,又可以用来处理电子,那么就可以将二者集成到一起。硅加工方面的深厚技术积累对推动光互联产品迅速进入市场将起到非常重要的作用。这一领域已引起的几家半导体公司的关注。英特尔已推出了硅调制器和激光器,近IBM也宣布了一种在硅片上制作光路的方法。小公司同样不甘示弱,生产硅调制器的Luxtera就是其中的一个。

那么,纳米光子互联的市场到底有多大呢?这很难说。对于片上应用,激光器必须嵌入到芯片上,其价格将高于整个芯片的价格。但是一项针对板上应用的市场调查表明,纳米互联技术所带来的市场需求可能非常大。假设在一块板卡上有10个器件,如果要将这些器件互相连接在一起,那么就需要90个激光器来完成这项工作。目前每年售出的芯片板有上亿只,激光器的数量之大就不难想象了。

与此同时,英特尔、摩托罗拉和IBM等公司认为络发展中的下一个重大事件是光纳米传感器络。但它距离商用还有待时日,因为纳米传感器的研发主要靠政府资助,目前已知应用仅限于国土安全和军事北京网站建设公司

降低光络成本

,纳米科技还可以帮助我们降低10Gbit/s和40Gbit/s络的成本。随着FTTX的迅速发展,市场对低成本器件肯定会有需求。尽管一些新兴纳米光子公司在大谈降低现有络技术的成本,但是纳米工程能否如他们所愿,就不得而知了。实际上,除非新技术具有无可比拟的优势,否则设备制造商决不会在这上面冒风险。上述的量子点激光器就表明纳米科技并不总是集经济实用于一体的。

纳米科技要对光络产生真正的影响,就要寻找新的研究方向,而绝非是对现有应用的简单补充。一些人可能会对此感到失望,但光络行业所需要的不正是一个崭新的起点吗?

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