Fotonică de siliciutehnologia de comunicare a datelor
În mai multe categorii dedispozitive fotonice, componentele fotonice din siliciu sunt competitive cu cele mai bune dispozitive din clasa lor, care sunt discutate mai jos. Poate ceea ce considerăm a fi cea mai transformatoare lucrare dincomunicații opticeeste crearea de platforme integrate care integrează modulatori, detectori, ghiduri de undă și alte componente pe același cip, care comunică între ele. În unele cazuri, tranzistoarele sunt incluse și în aceste platforme, permițând ca amplificatorul, serializarea și feedback-ul să fie integrate pe același cip. Datorită costului dezvoltării unor astfel de procese, acest efort este îndreptat în principal către aplicații pentru comunicarea de date peer-to-peer. Și din cauza costului dezvoltării unui proces de fabricație a tranzistoarelor, consensul emergent în domeniu este că, din perspectiva performanței și a costurilor, are cel mai mult sens pentru viitorul previzibil să se integreze dispozitivele electronice prin utilizarea tehnologiei de lipire la nivel de plachetă sau cip.
Există o valoare evidentă în a putea crea cipuri care pot calcula folosind dispozitive electronice și pot realiza comunicații optice. Majoritatea aplicațiilor timpurii ale fotonicii pe siliciu au fost în comunicațiile digitale de date. Acest lucru este determinat de diferențele fizice fundamentale dintre electroni (fermioni) și fotoni (bosoni). Electronii sunt excelenți 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 se pot afla în același loc în același timp și, în circumstanțe foarte speciale, nu interferează între ei. De aceea este posibil să se transmită trilioane de biți de date pe secundă printr-o singură fibră: acest lucru nu se realizează prin crearea unui flux de date cu o lățime de bandă de un singur terabit.
În multe părți ale lumii, fibra optică până la domiciliu este paradigma de acces dominantă, deși acest lucru nu s-a dovedit a fi adevărat în Statele Unite, unde concurează cu DSL și alte tehnologii. Având în vedere cererea constantă de lățime de bandă, nevoia de a impulsiona o transmisie din ce în ce mai eficientă a datelor prin fibră optică este, de asemenea, în creștere constantă. Tendința generală pe piața comunicațiilor de date este că, pe măsură ce distanța scade, prețul fiecărui segment scade dramatic, în timp ce volumul crește. Nu este surprinzător faptul că eforturile de comercializare a fotonicii pe siliciu s-au concentrat pe o cantitate semnificativă de muncă pe aplicații de volum mare și rază scurtă de acțiune, vizând centrele de date și calculul de înaltă performanță. Aplicațiile viitoare vor include conectivitate board-to-board, conectivitate USB pe rază scurtă de acțiune și poate chiar comunicare 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 amploarea industriei CMOS, fotonica pe siliciu a început să devină o industrie semnificativă.
Data publicării: 09 iulie 2024