日本电信电话株式会社(NTT)于2026年3月12日宣布,成功开发出适用于400G波特级次世代光通信的核心部件——动作速度达200GHz级的光接收元件。该成果不仅刷新了全球受光感度纪录,更在85℃环境下实现了长达50年的长期可靠性,为超高速通信技术的实用化奠定了坚实基础。
日本作为全球光通信技术的领先者,其产业界长期致力于解决高速传输中的信号衰减与器件寿命难题。面对AI普及带来的数据流量爆发式增长,日本数据中心正加速向每秒3.2T比特级网络演进,这对光接收元件的性能提出了近乎苛刻的要求。NTT此次突破正是针对这一行业痛点,通过多项独创技术的融合,实现了高速、高感度与高可靠性的完美平衡。
在提升受光感度方面,NTT对超高速高感度技术进行了深度进化。通过优化光学设计与能带结构,公司开发出一种能够“囚禁”光线的干涉型垂直入射结构。这一创新使得在1310nm波长下,200GHz级元件的感度带宽积达到了115GHz·A/W,创下世界最高水平。同时,为抑制导致器件故障的暗电流,NTT引入了高难度的阶梯状反转型结构。借助其在雪崩光电二极管领域的深厚积累,成功将初始暗电流降低至pA(皮安)级别,相较于业界常见的nA(纳安)级别,这一数值处于世界最小水平,极大提升了器件的信噪比。
除了核心性能指标,该元件在工程应用层面也实现了重大突破。NTT在元件背面集成了半导体透镜,有效扩大了受光区域,使光路位置偏移的容忍度提升了两倍以上。这一设计显著优化了光收发模块的组装效率,为降低大规模部署成本提供了可能。在实测环节,该元件在200G波特传输实验中展现出优异的信号质量,眼图表现良好,充分证明其具备支撑400G波特级传输的潜力。
针对光通信领域严苛的可靠性标准,NTT依据“Telcordia GR-468-CORE”规范进行了高温通电测试。在200℃环境下连续运行2000小时后,元件仍保持极高的稳定性。通过阿伦尼乌斯公式推算,在数据中心常见的85℃工作温度下,该元件的预估寿命超过50年,远超行业常规标准。
随着人工智能与并行计算技术的飞速发展,全球数据中心的通信流量正呈指数级增长。当前主流的800Gbps以太网正在快速普及,而下一代3.2Tbps网络的到来已迫在眉睫。光通信行业正面临从200G波特向400G波特跨越的关键节点,如何在提升信号速度的同时,避免感度下降与寿命缩短,是制约技术落地的核心瓶颈。NTT的这项成果,通过材料结构创新与工艺突破,为行业提供了一套兼顾性能与寿命的完整解决方案,标志着光通信核心器件技术迈上了新台阶。