대규모 상용 애플리케이션 및 기술 개발의 관점에서 볼 때 포토닉 부품 및 광극 통합 기술을 기반으로 한 광 통신은 국가 차원의 백본 네트워크, 섬유- 투-홈, 장비 및 보드급 섬유 상호 연결에서 모듈 수준의 광학 상호 연결 도로로 의 장기적인 진화를 경험했습니다. 초고속, 초대형대역, 저전력 소비, 5G 및 6G 이동통신 과 같은 초고속, 초대형 전력 소비, 초단기 통신, 우주 및 지구의 통합 정보 네트워크, 광학 및 전기 통합 등 통신 개발 요구 사항이 지속적으로 개선됨에 따라 주요 기술 개발 추세가 되었으며, 핵심 기술의 개발은 칩 수준의 광전자 통합에 집중하기 시작했습니다.
지난 40년 동안 포토닉 통합 기술의 개발과 성숙도를 통해 여러 광장 장치와 전자 장치를 모듈 또는 단일 칩에 통합하는 기술이 점차 실현되고 있습니다. 향후 네트워크 통신 업그레이드가 가속화되면서 애플리케이션 요구 사항과 전자 기기의 성능, 크기 및 비용 간의 모순이 점점 더 분명해질 것입니다. 이러한 모순을 해결하는 가장 중요한 수단으로, 광전자 통합 기술은 점점 국내외 개발 동향과 경쟁 연구의 핫스팟에서 광전자 분야의 선두 주자가 될 것입니다.
1. 광전자통합기술의 개발 현황 및 진행
수십 년 의 개발 후, 광전자 기술과 산업은 큰 성과를 만들었습니다. 국가 사회 및 경제 발전을위한 광전자의 지원 역할은 모든 국가의 합의가되었다. 많은 국가가 다양한 광전자 연구 프로그램을 설립했습니다.
광전자 통합 기술은 국경 진행 상황, 응용 요구 사항 및 다양한 정보 처리 단계에 대해 서로 다른 주제 분류를 형성했습니다. 예를 들어, 광대역 광통신 기술의 요구에 대한 고속 광전자 정보 대상을 형성하고 있다. 마이크로 나노 규모의 다양한 새로운 기능성 물질의 실현을 위해 장치의 개발과 함께, 마이크로 나노 광장 및 초고해상도 이미징 및 디스플레이 분야가 형성되었습니다. 반도체 조명 및 자외선 검출에 대한 수요가 증가함에 따라 광대역 갭 반도체 광전자 분야가 형성되었습니다. 또한, 현재 의 단위 장치 기술은 기본적으로 성숙하지만, 어떤 재료 시스템은 유일한 광닉 통합 재료 시스템이 될 수 없습니다. 여러 재료 시스템의 공존은 미래에 오랜 시간 동안 광전자 통합 기술의 상태가 될 것입니다.
그 후, 일반적인 광전자 장치 및 통합 기술은 별도로 설명될 것입니다.
(1) 광통신 및 정보 처리 기능을 위한 통합 칩
광학 통신 및 정보 처리가 직면한 기술적 병목 현상에 직면하여 광 통신 및 정보 처리를 위한 통합 칩의 설계, 준비, 포장 및 응용 기술이 큰 진전을 이루었습니다. 주요 연구 상태와 진행 상황은 다음과 같습니다.
기능성 재료: 최근 몇 년 동안 2차원 원자 결정 및 토폴로지 절연체와 같은 일련의 새로운 소재의 돌파구는 새로운 원칙과 새로운 구조적 정보 기능 장치를 탐구할 수 있는 개발 기회를 제공했습니다. 새로운 반도체 재료와 새로운 원리 장치 기술을 마스터하면 차세대 정보 기술의 지휘 높이를 포착할 것입니다. 새로운 정보 기능 재료에 의해 가져온 기회를 포착하고 새로운 구조와 새로운 원칙 장치를 탐구하는 것은 정보 기술의 새로운 개발을위한 토대가 될 것입니다.
통합 기술: Photonic 통합은 정보 시스템이 직면한 "속도", "전력 소비"및 "인텔리전스"의 병목 현상을 뚫을 수 있는 유일한 방법입니다. 현재, 단위 장치 기술은 기본적으로 성숙하다. 다중 재료 시스템과 다기능 장치의 시스템 통합을 실현하는 방법은 긴급하게 연구하고 해결해야 하는 문제입니다. 또한 광대역 네트워크, 빅 데이터 및 5G 통신의 경우 준비 프로세스 호환성, 모드 필드 매칭 및 광학 모드 교차 커플링과 같은 핵심 과학 기술에 중점을 두는 것이 필요합니다.
시스템 적용: 광학 통신, 초대형 용량 및 초장거리 광 전송, 데이터 센터 광학 상호 연결, 온칩 광학 네트워크, 실리콘 기반 다중 재료 하이브리드 광전자 통합 칩 및 장치 분야에서 서방 국가의 경쟁 적인 상황에서 판단, 대용량 공간 광학 전송은 국제 핫스팟이되었다. 향후 경쟁은 주로 "차세대 초대형 광 전송 및 광학 액세스", "고밀도, 고대역폭, 저지연 시간 및 차세대 데이터 센터의 저전력 광학 상호 연결", "새로운 가시광 통신", "우주 간 통합 광학 전송"과 같은 다양한 플랫폼의 공간 건설에 반영될 것입니다.
