ניו-טק מגזין | אוקטובר 2026 | המהדורה הדיגיטלית

ואוניברסיטת imec פרסמו חוקרי 2026 במרץ Journal of Lightwave Technology גנט מאמר ב- המחוברים למוליכי Ge / Si APD שתיאר גלאי Silicon - on - Insulator גל ומיוצרים על פרוסות מ"מ. במחקר הקודם כבר דווח על 300 בקוטר . עם זאת, 100 GHz רוחב פס מרבי העולה על הגיע Responsivity בנקודת עבודה שבה ה- במתח 70 GHz , רוחב הפס עמד על 2 A / W ל- . ההתקדמות בהדגמה מספטמבר היא 7 V של של 100 GHz , Responsivity בשילוב רוחב פס של , לצד הדגמת קישור של 5 V ומתח של 1.8 A / W , ולא בהגעה הראשונה לרוחב פס של 400 Gbps . 100 GHz מהיר מציב אתגרים APD ייצור גלאי משמעותיים. עובי אזור ההכפלה, פרופיל הסימום ואיכות הממשק בין הגרמניום לסיליקון משפיעים על חלוקת השדה החשמלי ועל ביצועי הרכיב. סטיות קטנות בתהליך עלולות לשנות את ההגבר, את זרמי החושך ואת מתח הפריצה. גם החיבור למגבר הקליטה מחייב תכנון קפדני: , קיבולים 100 GHz בתדרים המתקרבים ל פרזיטיים, התנגדויות וחוסר התאמה בעכבות עלולים לפגוע בתגובה הכוללת. מתכננת להרחיב את בדיקות האמינות imec לטווח גדול יותר של טמפרטורות והספקי אור נכנסים, ולשלב את הגלאי עם אלקטרוניקת קליטה מהירה. הצורך אינו רק להגדיל את קצב הנתונים בערוץ יחיד, אלא להבטיח שהגלאי ישמור על ביצועיו בתנאי פעולה משתנים ולאורך גדל, AI זמן. ככל שמספר הקישורים במערכות דרישות אלה הופכות לחלק בלתי נפרד מתכנון רכיבי התקשורת. מקורות וקרדיט :2026 , הודעה לעיתונות, ספטמבר imec . 1 imec Debuts 100 GHz Ge / Si Avalanche Photodiode ( APD ), Enabling Net 400 Gbps Data Reception at Just 5 V . https :// www . imec - int . com / en / press / imec - debuts -100- ghz - gesi - avalanche photodiode - apd - enabling - net -400- gbps data - reception - just -5 2 . Amir Shahin et al ., Towards 100 GHz Waveguide Ge / Si Avalanche Photodiodes for High - Speed Optical Interconnects , Journal of Lightwave Technology , 2026 . 3 . ECOC 2026: 100 GHz Ge / Si Avalanche Photodiodes Enabling Net 400 Gbps Data Reception at a Low Voltage of 5 V , presentation Th 1- C 4 .

קטן והרגישות לרעש ולעיוותים גדלה. כדי להדגים את יכולת הגלאי ברמת המערכת, Ge / Si עם מודולטור APD את ה- imec שילבה , EAM , או Electro - Absorption Modulator מסוג . המודולטור 2025 בשנת ECOC שהוצג בכנס ומציג רוחב פס העולה C - band פועל בתחום . שילוב הרכיבים אפשר להדגים 110 GHz על . לדברי 400 Gbps קישור אופטי בקצב נטו של , זו ההדגמה הראשונה של קישור בקצב imec . APD זה המשתמש במקלט הדגמת קישור אינה שקולה להצגת מקלט מסחרי שלם. ביצועי המערכת תלויים גם במגבר הקליטה, בחיבורים החשמליים, בעיבוד האות לא imec ובשיטת תיקון השגיאות. בהודעת פורסמו כל פרטי המדידה, ובהם שיעור שגיאות הביטים וההספק הכולל של המקלט. ההבחנה חשובה כאשר בוחנים מערכות שבהן נדרשת פעולה רציפה של קישורים רבים במקביל. 3dB מה מעניק שיפור של ברגישות? מדווחת על שיפור של imec לצד קצב הנתונים, ברגישות המקלט בהשוואה לגלאי ללא 3 dB הגבר פנימי. בתנאי מדידה זהים, שיפור כזה פירושו שניתן להגיע לאיכות קליטה נתונה באמצעות הספק אופטי נמוך בכמחצית. במערכת תקשורת אופטית, השיפור מתורגם . Link Margin למרווח נוסף בתקציב הקישור, מתכנני המערכת יכולים לנצל אותו להפחתת הספק הלייזר או להתמודדות עם הפסדים גדולים יותר במוליכי גל, במחברים וברכיבים אופטיים אחרים. במרכז נתונים הכולל מספר גדול של קישורים, האפשרות להפחית את ההספק הנדרש בכל ערוץ עשויה להיות משמעותית. עם זאת, שיפור ברגישות אינו מבטיח הפחתה זהה בצריכת החשמל הכוללת: זו תלויה גם בנצילות הלייזר, בצריכת מעגלי הקליטה ובעיבוד אינו מאפשר 5 V האות. גם מתח ההפעלה של לבדו לקבוע את צריכת ההספק, ללא נתוני זרם בתנאי העבודה. מהמעבדה לייצור על פרוסות מ"מ 300 Silicon הגלאי החדש יוצר על פלטפורמת , המבוססת על פרוסות imec של Photonics מ"מ. השימוש בפלטפורמה זו 300 בקוטר מאפשר לשלב את הגלאי עם רכיבים פוטוניים נוספים בתהליכי ייצור המתאימים לתעשיית המוליכים למחצה.

Ge/Si : גלאי אופטי מסוג תמונת שער: « .imec שפותח ב־ Avalanche Photodiode והגבר 100GHz הגלאי משלב רוחב פס של , והודגם בקליטת 5V פנימי במתח הפעלה של .400Gbps נתונים בקצב נטו של imec קרדיט: לקליטת אור בתחום התת-אדום הקרוב, . C - band ו- O - band ובכלל זה בתחומי Silicon שילוב גרמניום על גבי פלטפורמת מאפשר לייצר גלאים המחוברים Photonics למוליכי גל אופטיים ולשלבם לצד מודולטורים אפשר APD ורכיבים פוטוניים נוספים. בגלאי לנצל גם את התכונות החשמליות השונות של שני החומרים: הגרמניום משמש אזור בליעה והסיליקון אזור הכפלה. ההפרדה מאפשרת להתאים את המבנה לשתי פעולות בעלות דרישות שונות. , ראשי תיבות SACM מבנה מקובל נקרא Separate Absorption , Charge and של . הוא כולל אזור בליעה, שכבה Multiplication לשליטה בחלוקת השדה החשמלי ואזור imec הכפלה נפרד. בפיתוח החדש שינו חוקרי את המבנה: אזור ההכפלה צומצם לעובי Charge ננומטר, ושכבת ה- 100 של פחות מ הנפרדת בוטלה. המבנה מבוסס על גרמניום Deeply Recessed שקוע בתוך הסיליקון, . Germanium - in - Silicon הקטנת עובי אזור ההכפלה מקצרת את זמן מעבר נושאי המטען ואת משך תהליך , הארכיטקטורה imec . לפי Avalanche ה- תוך שמירה 100 GHz מאפשרת רוחב פס של על הגבר פנימי של פי שניים בקירוב במתח של . עם זאת, אזור דק מחייב שליטה מדויקת 5 V בשדה החשמלי. סטיות קטנות בעובי השכבות, בגיאומטריה או בריכוזי הסימום עלולות להשפיע על ההגבר ועל מתח הפריצה. אינו 100GHz רוחב פס של 400Gbps קצב נתונים של מתייחס לתדר שבו 100 GHz רוחב פס של עוצמת התגובה החשמלית של הגלאי יורדת ביחס לתגובה בתדרים נמוכים. 3 dB ב קצב הנתונים של הקישור תלוי גם בשיטת האפנון, בקצב הסימבולים, באיכות האות ובמעגלי השידור והקליטה. , PAM 4 בשיטות אפנון מרובות רמות, כגון כל סימבול מייצג שני ביטים באמצעות ארבע רמות משרעת. כך אפשר להגדיל את קצב הנתונים ללא הגדלה זהה של קצב הסימבולים, אך המרווח בין רמות האות

39 l New-Tech Magazine