Com o rápido desenvolvimento de redes 5G, serviços de nuvem, realidade virtual e outros negócios, o tráfego de rede está crescendo a uma taxa surpreendente. Como um componente central das redes de comunicação óptica, os moduladores eletro-ópticos também estão enfrentando demandas por maior capacidade e menor consumo de energia. Dentre eles, o nióbio de lítio (LiNbO3) tornou-se o produto principal no atual mercado de moduladores eletro-ópticos de alta velocidade devido às suas vantagens naturais, como boa estabilidade física e química, ampla janela de transparência óptica (0,4μm ~ 5μm) e grande coeficiente eletro-óptico.
O nióbio de lítio é de grande importância, semelhante à posição do silício na microeletrônica, e é, portanto, chamado de "silício óptico" da era fotônica. O nióbio de lítio é um material que integra efeito fotorefrativo, efeito não linear, efeito eletro-óptico, efeito acusto-óptico, efeito piezoelétrico e efeito termoelétrico, e é um material funcional óptico muito importante. É conhecido por seu efeito eletro-óptico. Os moduladores eletro-ópticos de nióbio de lítio podem converter dados eletrônicos em informações fotônicas e são amplamente utilizados nos sistemas de comunicação óptica atuais, servindo como o componente central para a conversão eletro-óptica.
Os moduladores de nióbio de lítio são dispositivos chave para comunicação de longa distância e possuem vantagens incomparáveis. Eles têm um efeito chirp muito pequeno, alta largura de banda de modulação, boa razão de extinção e excelente estabilidade do dispositivo, tornando-os excelentes entre os dispositivos de alta velocidade. Portanto, são amplamente utilizados em comunicação de longa distância de alta velocidade e alta largura de banda.
Embora os moduladores de nióbio de lítio tenham desempenhado um papel fundamental na modulação de transmissão de redes de backbone de alta velocidade por décadas, eles encontraram gargalos em parâmetros-chave para aumentar ainda mais as taxas de transmissão, e são relativamente grandes em tamanho, o que não é propício à integração. A nova geração de tecnologia de chip modulador de nióbio de lítio de filme fino, através dos mais recentes processos micro-nano, produziu moduladores de nióbio de lítio de filme fino com alto desempenho, baixo custo, tamanho pequeno, capacidade de produção em massa e compatibilidade com processos CMOS. Essa tecnologia é uma solução altamente competitiva para futuras interconexões ópticas de alta velocidade.
De acordo com o "Roteiro de Desenvolvimento Tecnológico da Indústria de Dispositivos Optoeletrônicos da China (2018-2022)" emitido pela China Electronic Components Industry Association, atualmente, os principais chips e dispositivos de comunicação óptica domésticos ainda dependem fortemente de importações, com a taxa de produção doméstica de chips e dispositivos de comunicação óptica de ponta não excedendo 10%. É necessário se esforçar para alcançar uma participação de mercado de chips e dispositivos moduladores de nióbio de lítio superior a 5%-10% até 2020, substituir continuamente as importações, expandir a participação de mercado e alcançar uma participação de mercado de mais de 30% até 2022.
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