硅光领域存在的科学问题

硅光领域存在的科学问题
硅光领域存在的科学问题主要包括以下几点：
1. 硅是间接带隙材料，由于导带低与价带顶对应不同的波矢，其复合过程需要晶格振动声子的参与，其作用机理复杂，产生受激辐射复合的概率很低，所以硅本身无法发光。

2. 硅的禁带宽度较大使其无法吸收近红外光，使得硅无法制成光电探测器，需要外延生长其他材料完成对光的吸收。

3. 硅具有较低的电子空穴迁移率，故其高速性能较差，无法制作高速器件。

4. 硅晶体是对称晶体结构，故不存在线性电光效应（泡克尔斯效应），难以实现电光调制。

5. 硅具有很强的热光系数（即单位温度升高所导致的折射率变化），达1.86*10-4/k，故硅对环境非常敏感，很小的温漂将会导致器件性能的退化，需要在硅光集成光路中加入温度控制反馈器件，这就增加了设计与工艺及封装的复杂度。

6. 硅光产品的成本问题。

受限于大量光学器件，一个硅光器件需要采用各种材料，在缺乏大规模需求的情况下，硅光产品成为一种“高价、低性价比”的产品。

同时，器件的性能与良品率难以得到保障。

7. 硅光芯片在各个环节都缺少标准化方案。

例如设计环节，硅光产品仍需要专用EDA工具（硅光设计工具PDA）进行设计；而在制造与封装环节，类似台积电、三星等大型晶圆代工厂都没有提供硅光
工艺晶圆代工服务。