Оптоэлектроника составляет основу современных технологий, таких как волоконно-оптические сети, солнечная энергетика и цифровые дисплеи, пишет Энтони Койя.

Производство объективов для аэрокосмической отрасли

Оптоэлектроника – область изучения и применения электронных устройств, которые генерируют, обнаруживают и контролируют свет, – является одним из наиболее быстро развивающихся компонентов электронной промышленности. Они функционируют как преобразователи, преобразующие электрическую энергию в свет и наоборот. Мировой годовой доход отрасли оценивается в 46-57 миллиардов долларов. Производство сосредоточено в Азиатско-Тихоокеанском регионе, на который приходится от 45% до 66% общего объема поставок. Европа и Северная Америка обеспечивают около 15% мировых поставок.

Компания imec, базирующаяся в Левене, Бельгия, разрабатывает интегрированные фотонные технологии на своих предприятиях в Левене и Генте, Фландрия, Бельгия. После демонстрации своих технологий imec внедряет их на производственных предприятиях по всему миру. В некоторых случаях imec будет поддерживать производство на своих предприятиях, если оно будет совместимо с научно-исследовательской деятельностью. imec предоставляет доступ к ряду интегрированных услуг в области фотоники через IC-Link, что позволяет использовать инновационные технологии фотоники вместо готовых продуктов. Спектр услуг варьируется от проектирования и изготовления фотонных интегральных схем (ПОС) до упаковки и тестирования.

imec-тестирование интегральной фотонной схемы

Одной из основных услуг imec является изготовление фотопластин. Для этого imec предоставляет своим клиентам комплект для проектирования технологических процессов (PDK), который будет начинаться с базовой библиотеки устройств. Это включает в себя создание собственного дизайна PIC, который будет изготовлен на одной из интегрированных фотонных платформ imec. Что касается интегрированной фотоники, то imec через IC-Link предоставляет доступ к ряду продуктов и услуг, позволяющих использовать инновационные технологии фотоники без каких-либо ограничений. Спектр предлагаемых услуг включает в себя разработку, изготовление, упаковку и/или тестирование PIC-форм. Основная предлагаемая услуга - изготовление PIC-пластин.

Вклад Imec в разработку систем с низким энергопотреблением заключается, прежде всего, в создании базовых IP-блоков, процесс и конструкция которых оптимизированы для снижения энергопотребления микросхемы. Это достигается за счет снижения оптических потерь по всей схеме и снижения потребления электроэнергии различными используемыми активными устройствами. Мощность может быть снижена, например, за счет повышения эффективности кремниевого модулятора или максимального увеличения термооптического эффекта при заданной рассеиваемой мощности фазовращателя. Электрооптическая полоса пропускания 65 ГГц или >100 ГГц является ключевым элементом интегрированной фотонной технологии imec. Для работы на частоте 65 ГГц используемая в настоящее время технология полностью удовлетворяет требованиям к скорости 200 Гбит/с в полосе. Для работы на частоте >100 ГГц, необходимой для скорости 400 Гбит/с, imec модернизирует свою технологическую платформу как на стороне передатчика, так и на стороне приемника.

объединение в imec различных микросхем, включая фотонную интегральную схему

Что касается приемника, то технология по-прежнему использует Ge-on-Si, но с измененной конструкцией по сравнению с текущими моделями на частоте 65 ГГц. Однако модуляторная часть требует технологического скачка, связанного с переходом от кремниевых модуляторов к модуляторам на основе литий-ниобата, интегрированным на платформе на основе кремния. Это крупное предприятие, в разработке которого компания "remains in development" постоянно добивается прогресса.

Компания August Electronics, расположенная в Калгари, Альберта, Канада, предлагает услуги по внедрению новых продуктов, производству, тестированию и послепродажному обслуживанию.

Таня Коренда, главный исполнительный директор, объясняет, что как контрактный производитель электроники (EMS), ее возможности включают:

“Мы работаем с производителями оборудования в промышленности, энергетике, медицине, связи, сельском хозяйстве, на транспорте и в других отраслях, требующих высокой надежности”, - говорит она.

Она подчеркивает, что устойчивость цепочки поставок August Electronics проявляется задолго до начала производства. “Мы тесно сотрудничаем с заказчиками, чтобы понять ожидаемый спрос, выявить компоненты, которые требуют длительного времени изготовления или имеют риски жизненного цикла, и разработать стратегии закупок, которые поддерживают долгосрочное производство.

- Используя налаженные отношения с поставщиками, отслеживая конъюнктуру рынка и поддерживая полную прослеживаемость компонентов, мы помогаем заказчикам снизить риски при поставках, одновременно повышая непрерывность и стабильность производства”.

Деталь покрытия, нанесенная на сферические линзы, источник Technottica Consonni

В компании Tecnottica Consonni, расположенной в Калько (Ломбардия) Италия, в 2022 году в Скандиччи, Тоскана, открылось специализированное производство по нанесению оптических покрытий. Альберто Фасоли (Alberto Fasoli), исполнительный директор, говорит, что это позволило его компании лучше контролировать сроки выполнения работ и контроль качества. Среди задач, стоящих перед лазерной промышленностью и высокомощными приложениями, основными являются устойчивость компонентов к термическим повреждениям и повреждениям, вызванным лазером. Выбор материала является еще одним основополагающим элементом. Важными факторами являются плавленый кремнезем для видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, селенид германия, кремния или цинка для более длинных волн, каждый из которых выбирается исходя из требуемых значений прозрачности.

По оценкам ведущих отраслевых источников, к 2027 году мировой доход отрасли составит от 1,14 до 1,15 трлн долларов, и ожидается, что рост продолжится. Поскольку глобальный рост продолжается, Азиатско-Тихоокеанский регион, вероятно, останется самым быстрорастущим регионом в течение следующего десятилетия.

Энтони Койя - внештатный специалист по технологиям.

Смотрите: Оптроны подавляют электромагнитные помехи в широкополосных моделях