Con el rápido desarrollo de las redes 5G, los servicios en la nube, la realidad virtual y otros negocios, el tráfico de red está creciendo a un ritmo asombroso. Como componente central de las redes de comunicación óptica, los moduladores electro-ópticos también se enfrentan a la demanda de mayor capacidad y menor consumo de energía. Entre ellos, el niobato de litio (LiNbO3) se ha convertido en el producto principal en el mercado actual de moduladores electro-ópticos de alta velocidad debido a sus ventajas naturales como la buena estabilidad física y química, la amplia ventana de transparencia óptica (0,4μm ~ 5μm) y el gran coeficiente electro-óptico.
El niobato de litio es de gran importancia, similar a la posición del silicio en la microelectrónica, y por lo tanto se le llama el "silicio óptico" de la era fotónica. El niobato de litio es un material que integra el efecto fotorrefractivo, el efecto no lineal, el efecto electro-óptico, el efecto acusto-óptico, el efecto piezoeléctrico y el efecto termoeléctrico, y es un material funcional óptico muy importante. Es bien conocido por su efecto electro-óptico. Los moduladores electro-ópticos de niobato de litio pueden convertir datos electrónicos en información fotónica y se utilizan ampliamente en los sistemas de comunicación óptica actuales, sirviendo como el componente central para la conversión electro-óptica.
Los moduladores de niobato de litio son dispositivos clave para la comunicación de larga distancia y tienen ventajas incomparables. Tienen un efecto de chirp muy pequeño, un alto ancho de banda de modulación, una buena relación de extinción y una excelente estabilidad del dispositivo, lo que los hace sobresalientes entre los dispositivos de alta velocidad. Por lo tanto, se utilizan ampliamente en la comunicación de larga distancia de alta velocidad y alto ancho de banda.
Aunque los moduladores de niobato de litio han jugado un papel clave en la modulación de transmisión de las redes troncales de alta velocidad durante décadas, han encontrado cuellos de botella en parámetros clave para aumentar aún más las tasas de transmisión, y son relativamente grandes en tamaño, lo que no es propicio para la integración. La nueva generación de tecnología de chips moduladores de niobato de litio de película delgada, a través de los últimos procesos micro-nano, ha producido moduladores de niobato de litio de película delgada con alto rendimiento, bajo costo, tamaño pequeño, capacidad de producción en masa y compatibilidad con los procesos CMOS. Esta tecnología es una solución altamente competitiva para las interconexiones ópticas de alta velocidad del futuro.
Según la "Hoja de ruta de desarrollo tecnológico de la industria de dispositivos optoelectrónicos de China (2018-2022)" emitida por la Asociación de la Industria de Componentes Electrónicos de China, actualmente, los chips y dispositivos de comunicación óptica centrales nacionales todavía dependen en gran medida de las importaciones, con una tasa de producción nacional de chips y dispositivos de comunicación óptica de alta gama que no supera el 10%. Se requiere esforzarse por lograr una cuota de mercado de chips y dispositivos moduladores de niobato de litio superior al 5%-10% para 2020, reemplazar continuamente las importaciones, expandir la cuota de mercado y lograr una cuota de mercado de más del 30% para 2022.
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