2.5-40Gb/s光通信关键芯片技术综述与进展

本文主要探讨了2.5至40吉比特每秒（Gb/s）光通信收发器的关键器件芯片技术。作者朱恩等人，来自东南大学无线电工程系射频与光电集成电路研究所，对中国乃至全球范围内这一高速光通信领域的研究进行了深入剖析。 首先，文章概述了2.5至40Gb/s光收发器芯片的主要功能，包括复用器、激光驱动器、前置放大器与限幅放大器、时钟恢复和数据判决电路，以及分接器。这些模块是构建高效光通信系统的核心组件，确保信号的高质量传输和处理。 在技术实现上，作者提到了多种先进工艺，如0.18/0.25微米的CMOS技术，以及0.15/0.2微米的GaAs PHEMT和2微米的GaAs HBT等。这些工艺的选择有助于提高芯片的性能和集成度，同时支持如此高的数据速率。 高速电路技术和微波集成电路技术的应用也是文章的重点。例如，文中提及了SCFL电路（Superconducting-CMOS Flip-Flop），超动态D触发器电路，同步注入式VCO（Voltage-Controlled Oscillator）、分布放大器、共面波导和传输线技术等，这些都是提升信号处理速度和稳定性的重要手段。 文章还着重介绍了SDH（同步数字体系）155兆比特每秒至2.5Gb/s收发器套片的商业化成果，这表明了在较低速率领域已经取得了显著进展。然而，对于10Gb/s收发器套片的商业化问题，如封装挑战，也进行了深入讨论，这反映了实际产品化过程中需要解决的技术难题。 最后，文章展望了40Gb/s以上速率芯片技术的发展趋势，包括高速器件建模和测试问题。随着技术的进步，如何有效模拟和验证这些高精度、高速度的器件，以及如何在大规模生产中保持一致性，将是未来研究的重要方向。 这篇文章提供了关于高速光通信收发器芯片技术的全面视角，涵盖了从器件设计、工艺选择到技术应用和未来趋势等多个层面，对推动光纤通信技术的进一步发展具有重要参考价值。