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mems光開關(guān)的研究及市場分析-資料下載頁

2025-06-23 15:44本頁面
  

【正文】 ,MEMS技術(shù)能達到的性能可與其他技術(shù)所能達到的最高性能相比。比如基于MEMS技術(shù)制作的2,PDL小于 ,串擾小于70dB?!   ≡诠δ芊矫?,微鏡具有可靠的閉鎖功能,能夠保證光路切換的準確性。在規(guī)模方面,采用2D結(jié)構(gòu)的MEMS光開關(guān)已有64′64的商用產(chǎn)品,采用3D結(jié)構(gòu)的MEMS光開關(guān)也有上千端口數(shù)的樣品,從而使構(gòu)建中等規(guī)模和大規(guī)模光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點成為可能?! ≡诳煽啃苑矫?,單晶硅極好的機械性能可使制成的器件能夠抗疲勞,由于單晶硅中沒有位錯,所以從本質(zhì)上它不會產(chǎn)生疲勞,是一種完美的彈性材料。MEMS 光開關(guān)的壽命已超過3800萬次,并且在溫度循環(huán)、沖擊、振動和長期高溫貯存等可靠性指標方面,均滿足Telcordia GR1073Core標準?! ≡诔杀痉矫?,MEMS光開關(guān)為降低系統(tǒng)成本提供了多種可能,MEMS芯片的功能度使得更低成本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和架構(gòu)以及光纖層的保護成為可能。MEMS尺寸小和功耗低的特性使得系統(tǒng)的外形可以縮小,節(jié)省了中繼器和終端節(jié)點占用的地盤?! EMS器件的單批產(chǎn)量很高,經(jīng)濟性好,而且器件與器件之間重復(fù)性好。執(zhí)行器與光器件集成在單個芯片上,可以在一個硅片上重復(fù)多次,從而可以提供價格更低的光器件。這些在成本方面的節(jié)約將使器件價格下降,最終降低設(shè)備和營運成本。 國內(nèi)外的技術(shù)現(xiàn)狀MEMS光開關(guān)及其應(yīng)用技術(shù),在國內(nèi)外正處在從研究向市場轉(zhuǎn)化時期,目前尚無統(tǒng)一的標準和規(guī)范。我們要在未來的通信市場上占有一席之地,將MEMS、光電子和光通信研究生產(chǎn)單位和應(yīng)用單位結(jié)合起來,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,就會實現(xiàn)創(chuàng)新和跨躍式發(fā)展。國家提出“以信息化帶動工業(yè)化,發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,努力實現(xiàn)技術(shù)的跨越式發(fā)展”的發(fā)展戰(zhàn)略。信息產(chǎn)業(yè)特別是通信產(chǎn)業(yè)必然成為今后國家發(fā)展的重點。結(jié)合國家“十五”期間建設(shè)寬帶高速信息網(wǎng)的需求,抓住發(fā)展MEMS光開關(guān)的大好機遇,大力發(fā)展這一技術(shù),就會掌握未來通信領(lǐng)域的核心技術(shù),確定我國在未來信息領(lǐng)域的大國地位。 國內(nèi)情況我國對MEMS的研究雖然時間不長,但也取得了相當?shù)陌l(fā)展,目前從事這一研究工作的單位多數(shù)是一流的高校和技術(shù)力量雄厚的研究所。特別是“九五”期間在國家的大力支持下,已經(jīng)建立了良好餓的理論技術(shù)基礎(chǔ)和試驗條件。據(jù)國外權(quán)威公司SPC的統(tǒng)計,我國MEMS的研究處于世界第八位。我國已具備了研究光通信用MEMS器件的條件。目前進行著得光通信MEMS研究主要有MEMS光開關(guān),微結(jié)構(gòu)陣列型纖維開關(guān),可調(diào)諧陣列光學(xué)濾波器及光耦合器等。 國外情況國外一些大研究機構(gòu)從80年代就開始了光MEMS的研究及MEMS在通信方面的應(yīng)用研究。最近,MEMS已經(jīng)開始在光通信中的應(yīng)用,使光通信進入了一個新的時代。同時也使MEMS成為了光通信技術(shù)熱點之一。光MEMS技術(shù)被認為是開啟全光通信之門的鑰匙。以MEMS光開關(guān)為代表的光MEMS技術(shù)已經(jīng)成為MEMS領(lǐng)域最熱門和生長最快的研究方向。 發(fā)展動態(tài)MEMS加工技術(shù)主要分為三類:非硅基材料上以X光深度光刻的LIGA技術(shù);硅基或非硅基材料上的精密機械刻劃技術(shù);在半導(dǎo)體集成電路技術(shù)之上發(fā)展起來的硅MEMS加工技術(shù)。 硅MEMS加工技術(shù)最早出現(xiàn)于二十世紀六十年代,所采用的主要技術(shù)是單晶硅各向異性腐蝕技術(shù)(體硅微機械),其代表產(chǎn)品是硅壓力傳感器?! “耸甏绹氏乳_發(fā)出以多晶硅為結(jié)構(gòu)層、二氧化硅為犧牲層的表面犧牲層技術(shù)(表面微機械),并開發(fā)出微硅靜電馬達,使得MEMS技術(shù)得到質(zhì)的飛躍發(fā)展?!  ”砻嫖C械加工技術(shù)與半導(dǎo)體集成電路技術(shù)最為相近,其主要特點是在薄膜淀積的基礎(chǔ)上,利用光刻、刻蝕等集成電路常用工藝制備微機械結(jié)構(gòu),最終利用選擇腐蝕技術(shù)釋放結(jié)構(gòu)單元,獲得可微動結(jié)構(gòu)?! ∵M入九十年代,隨著深槽刻蝕技術(shù)、鍵合技術(shù)及其它關(guān)鍵技術(shù)的成功應(yīng)用,體硅微機械又得到了飛速發(fā)展,并發(fā)展出多種體硅工藝與表面微機械工藝相互結(jié)合的 新工藝。特別是開發(fā)出利用感應(yīng)耦合等離子體(ICP)和側(cè)壁鈍化(SPP)的先進硅刻蝕工藝(ASE),可對硅材料進行很大深寬比的三維微加工,其加工厚 度可達幾百微米,側(cè)壁垂直度可接近九十度。  這使得MEMS技術(shù)不僅在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用得到迅速發(fā)展,而且在光纖通信、微型化學(xué)分析系統(tǒng)、DNA分析及微型機器人等領(lǐng)域的應(yīng)用研究也得到空前發(fā)展?! ”M管率先將MEMS光開關(guān)商用化的OMM公司在今年(2003)3月因最后獲得資金的希望破滅而暫時關(guān)閉,去年(2002)Onix關(guān)門、IMMI轉(zhuǎn)向以及采用3DMEMS技術(shù)曾研制出1152′1152光開關(guān)的Xros前年(2001)被Nortel收購。  目前仍有不少的機構(gòu)(包括Dicon、Luncent、Jdsu、Nortel等)在進行MEMS光開關(guān)的應(yīng)用開發(fā)。目前全球有60家左右的MEMS 制造工廠,上百家MEMS領(lǐng)域的新興公司以及更多的大學(xué)和研究機構(gòu)。世界領(lǐng)先的Coventor公司的MEMS 計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件工具,目前全球的用戶已超過300家。  除MEMS光開關(guān)外,據(jù)筆者不完全統(tǒng)計,目前擁有MEMS技術(shù)設(shè)備并能提供相關(guān)光器件的公司主要有:JDSU、Santec、Memscap、 Intpax、Umachines、Baynet、Avanex、Agere、InLight、BandwidthFujitsu、 Go4fiber、lucent、networkelements、nortel、Olympus、NetworkPhotonics、Siemens、 Teraoptix、Finisar、MCI、chromux、AXSUN、MegaSense、Sercalo、Molecular、Bookham、 LIGHTech、Dicon、Lightconnect、Cypress、Novera等?! ∽罱麱ujitsu宣布將發(fā)展一項采用MEMS技術(shù)的80通道的光開關(guān),其切換速度將是1微秒,這是截至目前多通道光開關(guān)的最高切換速度?! 〈送?,日本Olympus也開始進行MEMS研發(fā)部門新的整合計劃,其計劃不僅包括可變光衰減器、光MEMS開關(guān)等光通信MEMS芯片,而且還包括設(shè)計、制造和封裝用于光網(wǎng)絡(luò)、生物、醫(yī)藥和工業(yè)用途的MEMS產(chǎn)品?! ∧壳埃蛞延袛?shù)十家公司將MEMS技術(shù)作為光器件的基本開發(fā)技術(shù),現(xiàn)已有的產(chǎn)品包括光開關(guān)、可變光衰減器、可調(diào)濾波器、可調(diào)激光器、共振腔探測器、增益均衡器、調(diào)制器及光斬波器等。  據(jù)市場調(diào)研公司CIR預(yù)測:,其中,基于MEMS的小型光開關(guān)將取代傳統(tǒng)的機械式光開關(guān),而依賴光MEMS構(gòu)建的設(shè)備的實際市場總額則將達到數(shù)十億美元。 市場潛力全球光纖通信市場在經(jīng)歷了近三年的冬眠期之后,隨著朗訊市場份額的好轉(zhuǎn)和市值的抬頭,使人們重新燃起了春天的希望。世界市場光開關(guān)的需求量在九十年代初、中期增長緩慢,只有數(shù)十萬件。但在九十年代后期,隨著全光網(wǎng)絡(luò)的興起、發(fā)展,經(jīng)濟信息化過程的加快,特別是全球范圍光交換機及其交換矩陣系統(tǒng)市場需求猛增,系統(tǒng)設(shè)備銷售2006年將增長至32億美元,對光開關(guān)的需求也將會急劇上升。根據(jù)日本光通信行業(yè)的預(yù)測,九十年代末世界光開關(guān)年需求量近百萬件。近期外刊報道,北美九十年代末光開關(guān)的需求量為數(shù)十萬件。據(jù)統(tǒng)計,世界光開關(guān)年銷售增長率已達到13%。光開關(guān)在國內(nèi)光無源器件市場所占份額較小,隨著全光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)、應(yīng)用,國內(nèi)市場需求量將會大幅度增長。對于國內(nèi)廠商而言,是難得的機遇,更是巨大的挑戰(zhàn)?! ”M管近年來MEMS光器件制造商風(fēng)云變幻,潮起潮落,但MEMS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅是光通信,依然保持著強勁的生命力。以其研究方向多元化、加工工 藝多樣化、系統(tǒng)單片集成化、制造與封裝統(tǒng)一化、應(yīng)用領(lǐng)域全面化為標志的固有特征和先天優(yōu)勢,必將在通信、導(dǎo)航、傳感、醫(yī)用、交通、航空航天等軍事和民用領(lǐng) 域得到廣泛的推廣和應(yīng)用。結(jié)論學(xué)年論文的結(jié)論是對整個論文主要成果的歸納,應(yīng)突出論文的創(chuàng)新點,以簡練的文字對論文的主要工作進行評價。若不可能得出應(yīng)有的結(jié)論,則需進行必要的討論??梢栽诮Y(jié)論或討論中提出建議、研究設(shè)想及尚待解決的問題等。結(jié)論要單獨成頁,“結(jié)論”二字采用黑體小二號字居中書寫,隔行采用宋體(英語用Times New Roman)小四號字書寫具體內(nèi)容,行與行之間、。 參考文獻32
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