Tehnologia fotonică pe siliciu
Pe măsură ce procesul de fabricație al cipului se va micșora treptat, diverse efecte cauzate de interconectare devin un factor important care afectează performanța cipului. Interconectarea cipurilor este unul dintre blocajele tehnice actuale, iar tehnologia optoelectronică pe bază de siliciu ar putea rezolva această problemă. Tehnologia fotonică pe bază de siliciu este o...comunicare opticătehnologie care utilizează un fascicul laser în loc de un semnal electronic semiconductor pentru a transmite date. Este o tehnologie de nouă generație bazată pe siliciu și materiale substrat pe bază de siliciu și utilizează procesul CMOS existent pentrudispozitiv opticdezvoltare și integrare. Cel mai mare avantaj al său este o rată de transmisie foarte mare, care poate face ca viteza de transmisie a datelor între nucleele procesorului să fie de 100 de ori sau mai mare, iar eficiența energetică este, de asemenea, foarte ridicată, fiind considerată o nouă generație de tehnologie a semiconductorilor.
Din punct de vedere istoric, fotonica pe siliciu a fost dezvoltată pe SOI, însă napolitanele SOI sunt scumpe și nu neapărat cel mai bun material pentru toate funcțiile fotonice. În același timp, pe măsură ce ratele de transfer de date cresc, modulația de mare viteză pe materialele din siliciu devine un blocaj, așa că o varietate de materiale noi, cum ar fi peliculele LNO, InP, BTO, polimeri și materiale plasmatice, au fost dezvoltate pentru a obține performanțe mai mari.
Marele potențial al fotonicii pe siliciu constă în integrarea mai multor funcții într-un singur pachet și fabricarea majorității sau a tuturor acestora, ca parte a unui singur cip sau a unei stive de cipuri, utilizând aceleași facilități de fabricație utilizate pentru construirea dispozitivelor microelectronice avansate (a se vedea Figura 3). Acest lucru va reduce radical costul transmiterii datelor prin...fibre opticeși să creeze oportunități pentru o varietate de aplicații radical noi înfotonică, permițând construirea unor sisteme extrem de complexe la un cost foarte modest.
Numeroase aplicații apar pentru sistemele fotonice complexe pe siliciu, cele mai comune fiind comunicațiile de date. Acestea includ comunicații digitale cu lățime de bandă mare pentru aplicații pe rază scurtă de acțiune, scheme complexe de modulație pentru aplicații pe distanțe lungi și comunicații coerente. Pe lângă comunicațiile de date, un număr mare de noi aplicații ale acestei tehnologii sunt explorate atât în mediul de afaceri, cât și în mediul academic. Aceste aplicații includ: nanofotonică (nano-opto-mecanică) și fizica materiei condensate, biosenzori, optică neliniară, sisteme LiDAR, giroscoape optice, sisteme integrate RF.optoelectronică, transmițătoare-receptoare radio integrate, comunicații coerente, noisurse de lumină, reducerea zgomotului laser, senzori de gaz, fotonică integrată cu lungimi de undă foarte lungi, procesarea semnalelor de mare viteză și cu microunde etc. Domeniile deosebit de promițătoare includ biosenzorizarea, imagistica, lidar, detectarea inerțială, circuitele integrate hibride fotonice-radiofrecvență (RFic) și procesarea semnalelor.
Data publicării: 02 iulie 2024