Technologia fotoniki krzemowej

Technologia fotoniki krzemowej

Ponieważ proces chipa będzie stopniowo się kurczyć, różne efekty powodowane przez interkonekt stają się ważnym czynnikiem wpływającym na wydajność chipa. Wzajemne połączenia chipów to jedno z obecnych wąskich gardeł technicznych, a technologia optoelektroniki oparta na krzemie może rozwiązać ten problem. Technologia fotoniczna krzemu tokomunikacja optycznatechnologia wykorzystująca do przesyłania danych wiązkę lasera zamiast elektronicznego sygnału półprzewodnikowego. Jest to technologia nowej generacji oparta na krzemie i materiałach podłoża na bazie krzemu, wykorzystująca istniejący proces CMOSurządzenie optycznerozwój i integracja. Jego największą zaletą jest to, że ma bardzo wysoką prędkość transmisji, dzięki czemu prędkość transmisji danych pomiędzy rdzeniami procesora jest 100 razy lub więcej większa, a wydajność energetyczna jest również bardzo wysoka, dlatego uważa się go za nową generację półprzewodników technologia.

Historycznie rzecz biorąc, fotonika krzemowa była opracowywana w oparciu o SOI, ale płytki SOI są drogie i niekoniecznie są najlepszym materiałem do wszystkich różnych funkcji fotoniki. Jednocześnie wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych, szybka modulacja na materiałach krzemowych staje się wąskim gardłem, dlatego opracowano wiele nowych materiałów, takich jak folie LNO, InP, BTO, polimery i materiały plazmowe, aby osiągnąć wyższą wydajność.

Wielki potencjał fotoniki krzemowej polega na integracji wielu funkcji w jednym pakiecie i wytwarzaniu większości lub wszystkich z nich w ramach pojedynczego chipa lub stosu chipów, przy użyciu tych samych urządzeń produkcyjnych, które są wykorzystywane do budowy zaawansowanych urządzeń mikroelektronicznych (patrz rysunek 3). . Takie postępowanie radykalnie obniży koszty przesyłania danychświatłowodyi stworzyć możliwości dla szeregu, radykalnie nowych zastosowań wfotonika, pozwalając na budowę bardzo złożonych systemów przy bardzo skromnych kosztach.

Pojawia się wiele zastosowań złożonych krzemowych systemów fotonicznych, z których najpowszechniejszym jest transmisja danych. Obejmuje to szerokopasmową komunikację cyfrową do zastosowań krótkiego zasięgu, złożone schematy modulacji do zastosowań na duże odległości oraz spójną komunikację. Oprócz przesyłania danych, bada się wiele nowych zastosowań tej technologii, zarówno w biznesie, jak i w środowisku akademickim. Zastosowania te obejmują: Nanofotonikę (nanooptomechanikę) i fizykę materii skondensowanej, biosensor, optykę nieliniową, systemy LiDAR, żyroskopy optyczne, zintegrowane RFoptoelektronika, zintegrowane nadajniki-odbiorniki radiowe, komunikacja koherentna, nowośćźródła światła, redukcja szumów laserowych, czujniki gazu, zintegrowana fotonika o bardzo długich falach, szybkie i mikrofalowe przetwarzanie sygnałów itp. Szczególnie obiecujące obszary obejmują bioczujniki, obrazowanie, lidar, wykrywanie inercyjne, hybrydowe układy scalone fotoniczno-radiowe (RFics) oraz sygnały przetwarzanie.


Czas publikacji: 02 lipca 2024 r