Tehnologia de comunicare a datelor fotonice pe siliciu

Siliciu fotonictehnologie de comunicare a datelor
În mai multe categorii dedispozitive fotonice, componentele fotonice din siliciu sunt competitive cu cele mai bune dispozitive din clasă, care sunt discutate mai jos. Poate ceea ce considerăm a fi cea mai transformatoare lucrare în carecomunicatii opticeeste crearea de platforme integrate care integrează modulatoare, detectoare, ghiduri de undă și alte componente pe același cip care comunică între ele. În unele cazuri, tranzistorii sunt, de asemenea, incluși în aceste platforme, permițând amplificatorului, serializării și feedback-ului să fie integrate pe același cip. Datorită costului dezvoltării unor astfel de procese, acest efort vizează în primul rând aplicațiile pentru comunicarea de date peer-to-peer. Și din cauza costului dezvoltării unui proces de fabricare a tranzistorului, consensul care se așteaptă în domeniu este că, din punct de vedere al performanței și al costului, este cel mai logic pentru viitorul previzibil să integreze dispozitive electronice prin realizarea tehnologiei de legare la wafer sau cip. nivel.

Există o valoare evidentă în a putea realiza cipuri care să poată calcula folosind dispozitive electronice și să realizeze comunicații optice. Cele mai multe dintre aplicațiile timpurii ale fotonicii cu siliciu au fost în comunicațiile digitale de date. Acest lucru este determinat de diferențele fizice fundamentale dintre electroni (fermioni) și fotoni (bosoni). Electronii sunt grozavi pentru calcul, deoarece cei doi nu pot fi în același loc în același timp. Aceasta înseamnă că interacționează puternic unul cu celălalt. Prin urmare, este posibil să se utilizeze electroni pentru a construi dispozitive de comutare neliniare la scară largă - tranzistoare.

Fotonii au proprietăți diferite: mulți fotoni pot fi în același loc în același timp și, în circumstanțe foarte speciale, nu interferează unul cu celălalt. De aceea, este posibil să se transmită trilioane de biți de date pe secundă printr-o singură fibră: nu se realizează prin crearea unui flux de date cu o singură lățime de bandă terabit.

În multe părți ale lumii, fibra până la domiciliu este paradigma dominantă de acces, deși acest lucru nu s-a dovedit a fi adevărat în Statele Unite, unde concurează cu DSL și alte tehnologii. Odată cu cererea constantă de lățime de bandă, necesitatea de a conduce transmisia de date din ce în ce mai eficientă prin fibră optică este, de asemenea, în creștere constantă. Tendința generală pe piața de comunicații de date este aceea că, pe măsură ce distanța scade, prețul fiecărui segment scade dramatic în timp ce volumul crește. Nu este surprinzător că eforturile de comercializare a fotonicii de siliciu au concentrat o cantitate semnificativă de muncă pe aplicații de mare volum, cu rază scurtă de acțiune, vizând centrele de date și calcularea de înaltă performanță. Aplicațiile viitoare vor include conectivitate board-to-board, la scară USB pe rază scurtă de acțiune și poate chiar și comunicarea CPU core-to-core în cele din urmă, deși ceea ce se va întâmpla cu aplicațiile core-to-core pe un cip este încă destul de speculativ. Deși nu a atins încă scara industriei CMOS, fotonica cu siliciu a început să devină o industrie semnificativă.