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韓國突破性研發量子點雷射量產技術,有望大幅降低光通訊成本

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科技產業資訊室 (iKnow) - 黃松勳 發表於 2024年7月4日
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圖、韓國突破性研發量子點雷射量產技術,有望大幅降低光通訊成本

韓國電子通信研究院(ETRI)近日宣布成功開發出量子點雷射的大規模量產技術,這一突破性進展有望將半導體雷射的生產成本降低至目前的六分之一。量子點雷射廣泛應用於數據中心和量子通訊領域,此次技術突破可能為全球光通訊產業帶來新的機遇。

ETRI的研究團隊首次在韓國利用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)系統成功實現了量子點雷射的量產。他們開發出適用於1.3μm波段(光通訊波段1260~ 1360nm)的銦砷/砷化鎵(InAs/GaAs)量子點雷射二極體,正是光通訊所使用的主要波段。與傳統的分子束磊晶(MBE)技術相比,MOCVD技術具有更高的生產效率,大大提高了量子點雷射的製造產能。

量子點雷射因其優異的溫度特性和對基板缺陷的強大耐受性而聞名,這使得使用更大面積基板成為可能,從而降低功耗和生產成本。ETRI開發的新技術不僅實現了高密度和良好的均勻性,所生產的量子點半導體雷射還能在高達攝氏75度的溫度下持續運行,這在全球MOCVD技術領域都是領先的地位。

這項新技術的一個重要突破在於使用了成本更低的砷化鎵(GaAs)基板,而不是傳統光通訊元件使用的昂貴磷化銦(InP)基板。GaAs基板的成本不到InP基板的三分之一,這使得通訊半導體雷射的製造成本有望降低到不到原來的六分之一。大面積基板的使用還能顯著減少製程時間和材料成本,進一步提高生產效率。

ETRI的研究團隊計劃進一步優化和驗證這項技術,提高其可靠性,並將其轉讓給國內的光通訊公司。這些公司將透過ETRI的半導體代工廠獲得關鍵技術和基礎設施支持,加速商業化進程。預計這將大大縮短開發時間,降低生產成本,提高產品的價格競爭力,有望增加韓國在國際市場的市佔率。

這項技術的應用範圍廣泛,從連接公寓大樓到大城市,再到海底光纜,都可能受益於這一突破。它不僅將推動光通訊元件產業的發展,還可能為基礎科學研究做出重要貢獻。參與研究的忠北大學Dae Myung Geum教授指出,量子點的大規模生產技術可以顯著降低高價光通訊設備的生產成本,提高國家光通訊元件產業的競爭力。

ETRI光通訊元件研究部門的Ho Sung Kim博士強調,這項研究成果是兼顧商業可行性和基礎創新的典範,有潛力改變光通訊半導體雷射產業。量子點雷射大規模生產技術的突破,為全球光通訊產業帶來了新的機遇,不僅有望大幅降低生產成本,提高產品競爭力,也為未來的通訊基礎設施建設提供更經濟、高效的解決方案。(909字;圖1)


參考資料:
Technique Could Lead To Mass Production Of Quantum Dot Lasers For Optical Communications. The Quantum Insider, 2024/07/01.
Scientists develop breakthrough technology for affordable quantum dot lasers in optical communications. Knowridge, 2024/06/29.
Cost-effective method to mass produce quantum dot lasers unveiled. Interesting Engineering, 2024/06/30.



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