技术前沿：薄膜铌酸锂引领光模块高速传输新时代

时间： 2024-11-02 来源：铭普光磁公众号

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AI数据中心主要依赖400G及以上高速光模块，硅光DR模块成为主流，面临提升调制器带宽和效率的挑战，薄膜铌酸锂调制器成为未来高速率光模块的潜在解决方案。

AI数据中心的应用需求基本都是400G及以上的高速光模块，光模块速率的提升对芯片的带宽要求越来越高。目前400G以上速率的光模块有硅光和自由空间光两种技术方案，其中硅光的DR模块是目前的主流方案。

光模块的传输速率取决于调制器对光信号的调制速率，速率越高，调制器的带宽就需要越大。直调的DFB芯片的带宽在速率超过50Gbps之后很难提升，只能通过EML外调制来提升。但是EML芯片的成品率低，工艺制作难度大，成本高昂始终是个不容忽视的问题。在传统的自由空间光封装中，需要LD与Driver的带宽同时提升才能满足高速率的使用要求，在高速率应用中是个技术攻关与成本攻克难题。

硅光方案可以完美解决这个问题，对于多通道并行方案的封装，硅光的调制器速率在100G以内是足够用的，只需要外部增加一个DFB的大功率光源即可，调制功能由硅光PIC的调制器实现，DFB的芯片也不需要对调制带宽有过高的要求。并且硅光PIC的制作工艺与CMOS平台完全兼容，可以大规模批量生产。

当前，400G/800G光模块一般采用硅光调制器或EML激光器方案，可满足单波最高速率100Gbps的需求。硅光调制器带宽和电吸收调制器功耗的限制，实现单波200Gbps数据速率存在较大挑战，需要攻克调制器带宽和效率提升技术，以满足下一代1.6T及以上光模块的技术迭代需求。可预见比较成熟的替代方案是薄膜铌酸锂调制器，具有更高的带宽潜力和调制效率，在骨干相干通信网络中已实现规模化应用。针对短距离光模块应用，薄膜铌酸锂调制器的性能完全能支持800G、1.6T及更高速率光模块。

高速率调制器发展应用

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