Connector Optics hat mit der Produktion von epitaxialen Wafern für Bauteile zur Superschnellen Optischen Datenübertragung begonnen

09.12.2011

Connector Optics hat mit der Produktion von epitaxialen Wafern für optische High-Speed- Komponenten in St. Petersburg begonnen. RUSNANO und die URALSIB Bank finanzierten dieses Projekt gemeinsam. Die für die Produktion der epitaxialen Wafern nötige Technik entwickelte ein Team von Forschern des Ioffe-Instituts für Technische Physik/ St.-Petersburg und des deutschen Unternehmens VI Systems GmbH/ Berlin. Die Technik ist weltweit konkurrenzlos.

Insgesamt wurden in das Projekt 1,1 Milliarden Rubel (ca. 26,5 Mio. €) investiert, davon 770 Millionen Rubel (ca. 18,5 Mio. €) von RUSNANO. Das mit dem Projekt betraute Unternehmen Connector Optics erwartet, dass es 2015 einen Marktanteil von 5 Prozent des entsprechenden Weltmarkts erreichen und aus dem Verkauf Einnahmen von 2,4 Milliarden Rubel (ca. 57,8 Mio. €) erzielen wird.

Konstantin Demetriu, der Geschäftsführer der Connector Optics, Alexander Rakhlevsky, Leiter des URALSIB Private Equity Fonds und Alexander Ukhin, Vorstand der Connector Optics nahmen an der Zeremonie zum Produktionsstart teil.

Aus epitaxialen Wafern hergestellte elektronische Bauteile werden in optoelektronischen und Mikrowelleninstrumenten für verschiedene Zwecke genutzt wie z. B. VCSEL- Lasern, Photodioden, Mikrowellentransistoren und Dioden. Die VCSEL- und Photodioden, die auf Epitaxiewafern von Connector Optics gewachsen sind, sind für die nächste Generation optischer Verbindungen bestimmt: USB, HDMI, Output-Schnittstellen hochauflösender Monitore, aktive optische Kabel für Infiniband-Computer Busse und Einrichtungen nach dem Fiber Channel IEEE-Standard.

Die neu gestartete Produktion umfasst Räume mit 1.000 Quadratmetern, von denen 300 Quadratmeter technischen Reinraumstandard ermöglichen. Der Komplex nutzt eine fortschrittliche Industrie-Molekularstrahlepitaxie-Einheit und die Ausrüstung für eine nicht- destruktive Diagnostik von epitaktischen Heterostrukturen. Die Kapazität für die laufende Produktion kann mehr als 2.000 Wafer pro Jahr erreichen. Diese Wafer werden dazu verwendet, um mehrere Millionen VCSEL- Laser und Photodioden herzustellen - eine ausreichende Anzahl von optischen Komponenten für mehrere state-of-the-art Supercomputer.

"Der Hauptvorteil der optischen Komponenten, die Connector Optics produziert, ist die Geschwindigkeit der von ihnen übermittelten Daten. Die Produktionstechnik und die Struktur der VSCELs machen es möglich, Daten mit bis 40 Gbit/s zu übertragen, 2,5-mal schneller als alle konkurrierenden Geräte, die derzeit auf dem Weltmarkt angeboten werden. Dieses Unternehmen hat heute keinerlei Wettbewerber, die ein besseres Verhältnis von Preis und Übertragungsgeschwindigkeit darstellen können. Daher erwarten wir, dass wir in naher Zukunft einen großen Anteil des Marktes erobern werden, nicht nur im russischen Markt, sondern auch in internationalen Märkten ", so RUSNANO Geschäftsführer Konstantin Demetriu.

"High-Tech-Venture-Projekte, die auf inländischen Fortschritten beruhen, sind auf dem russischen Markt selten. Es ist wahrscheinlich, dass das Connector Optics Projekt eine starke Position in der Branche erreichen wird ", so Alexander Rakhlevsky, Leiter des URALSIB Financial Corporation's Private Equity Fonds.

"Der Besitz dieser Technologie und die Produktion der optischen High-Speed- Komponenten in Russland wird es uns ermöglichen, die Nachfrage auf dem heimischen Markt zu treffen und eine russische Marke voranzubringen, die zu den führenden globalen Herstellern von High-Speed-Optik gehören wird.", sagte Connector Optics Generaldirektor Alexander Ukhin.

Die Geschichte der Connector Optics

Die Forschung an Halbleiter-Heterostrukturen für die High-Speed-Optoelektronik begann in den 1960er Jahren am Ioffe-Institut für Technische Physik unter der Leitung von Prof. Zhores Alferov. Für ihre Forschungsarbeiten wurde Professor Alferov und Herbert Kroemer (USA) im Jahr 2000 der Nobelpreis für Physik verliehen.

Ein Team von Wissenschaftlern aus dem Ioffe-Institut für technische Physik und der deutschen Firma VI Systems GmbH mit erheblicher praktischer Erfahrung in der Halbleiterindustrie hatte im Jahr 2009 den Vorschlag vorgelegt, in St. Petersburg eine hochmoderne Produktion von VCSEL-Lasern und Photodioden für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung zu errichten. So kehrte die Heterostruktur- Technologie nach Russland zurück und wurde zur Grundlage für eine fortschrittliche Produktion von optischen Komponenten.

Technische Informationen

Epitaxiale Heterostrukturen entstehen unter Verwendung von Industrie-Technologie für die Molekularstrahlepitaxie auf einem Substrat aus Galliumarsenid und Indium-Phosphid. Das Wachstum erfolgt im Hochvakuum. Das Ausgangsmaterial erreicht in Form eines Molekülstroms das Substrat, auf das sich das Material ablagert. Auf diese Weise wird Material aus verschiedenen Quellen hochpräzise dosiert, um Halbleitermaterial mit unterschiedlichen Zusammensetzungen zu erhalten.

Moderne Varianten im Bau von VCSEL-Lasern verwenden vertikale optische Mikroresonatoren mit Spiegeln an der Basis der zwischengelagerten Schichten aus Halbleitermaterialien unterschiedlicher Formulierungen (zum Beispiel festen Lösungen von Aluminium-Gallium-Arsenid, wobei der Aluminium-Gehalt variiert). In der Regel werden eine oder mehrere Quantentöpfe im aktiven (lichterzeugenden) Bereich eingesetzt.

Vorteile von VCSEL-Lasern im Vergleich zu herkömmlichen Lasern sind die kleine Winkeldivergenz, die symmetrische Richtcharakteristik am Ausgang der Lichtemission, Stabilität von Temperatur und Strahlung, die Möglichkeit, sie gestapelt zu verarbeiten, sowie die Fähigkeit, Instrumente direkt auf dem Wafer zu testen. VIL Planar-Technologie erleichtert die Bildung von integrierten Linear-Arrays und zwei-dimensionalen Matrizen mit einer großen Anzahl von individuell angesprochenen Emittern.

Um in der Praxis hohe Übertragungsgeschwindigkeiten zu erzielen, ist es wichtig, nicht nur die Parameter in den aktiven Bereichen und den epitaktischen Heterostrukturen insgesamt zu optimieren, sondern auch die der Chip-Muster des VCSEL. Die Produktionstechnik von Connector Optics macht es möglich, VCSEL des Spektralbereichs von 850 nm mit Rekord- High-Speed bis 40 Gbit/s in Gleichstrom-Modulation zu bauen. Die derzeit von nur wenigen führenden Unternehmen produzierten VCSEL bieten eine Datenübertragung von 10 Gbit/s, und sie tun dies größtenteils für den eigenen Transmitter. Mittlerweile verlangen die Pläne für die Entwicklung des Infiniband-Standard eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 26 Gbit/s, der neue USB 3.0 Standard soll mit 5 Gbit/s und Glasfaser-Anschluss-Fähigkeit arbeiten. Das Protokoll für die Datenübertragung macht 25 Gbit/s in naher Zukunft möglich. Offensichtlich gibt es Nachfrage im Markt für VCSEL-Laser, die eine Datenübertragung von 25 Gbit/s und mehr bieten.

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