矽光子技術應用廣泛,可望讓光機電系統縮小體積、降低成本

作者 | 發布日期 2020 年 02 月 09 日 0:00 | 分類 光電科技 , 材料、設備 , 零組件 follow us in feedly


如何把偌大的光機電系統進一步縮小體積,提高效率、降低成本,已經不是夢想,光機電系統可藉由「矽光子」(Silicon Photonics)技術朝此方向發展,這是一種利用 CMOS 半導體製程技術在矽基板上製作光電整合迴路,能廣泛應用在超級電腦、光交換機、醫療設備、感測器等光電設備。

矽光子技術初期應用在光通訊領域,例如 Data Center 所需要光以太網路、WDM 等設備。據估計,這些矽光子技術應用的設備在 2019 年突破了 10 億美元,且預期 2024 年超過 50 億美元,複合年成長率(CAGR)達到 39%。未來 LiDAR、各種感測器,例如影像感測器、空污偵測器、水質檢測、OCT(OpticalCoherent Tomography)、陀螺儀、超快雷射等會逐漸採納矽光子技術做為創新的解決方案。

科技部的「矽光子及積體電路計畫」也是朝上述的幾項應用開發,包括 5G 行動網路、高速光傳輸、同調光通訊、光陀螺儀、生醫影像感測等各項前瞻應用。

▲ 矽光子技術之應用產品市場趨勢(單位:百萬美元)。(Source:PIDA,2019/11)

矽光子晶片設計產業的誕生

如同 IC 設計,因應矽光子技術廣泛的應用,矽光子的設計或軟體公司便應運而生,以提供應用廠商在光電整合(PIC)技術方面的服務。全球矽光子設計公司 Bright Photonics、teem Photonics、VLC Photnics 等公司,這些公司再將設計完成的產品交由如 Global Foundries 製作。

在科技部的輔導之下,目前在台灣也誕生了一家由台灣大學光電所延伸出去的矽光子創新公司「台灣奈微光科技」。該公司即利用矽光子技術,發展出遠紅外線發光與感測元件,並應用在光譜儀,為全球第一家矽光子感測公司。

光譜儀就是一種典型的矽光子技術的應用產品。而光譜儀的應用,可延伸出一大片的應用市場,包括生醫檢測、污染防治、物質鑑定等。矽光子的運用無遠弗屆,讓人拭目以待。

(首圖來源:shutterstock)