Technologia fotoniki krzemowej
W miarę jak proces wytwarzania chipa będzie się stopniowo kurczył, różne efekty powodowane przez połączenia między układami staną się istotnym czynnikiem wpływającym na jego wydajność. Połączenia między układami stanowią obecnie jedno z wąskich gardeł technicznych, a technologia optoelektroniczna oparta na krzemie może rozwiązać ten problem. Technologia fotoniczna oparta na krzemie to…komunikacja optycznaTechnologia wykorzystująca wiązkę laserową zamiast elektronicznego sygnału półprzewodnikowego do przesyłania danych. Jest to technologia nowej generacji oparta na krzemie i podłożach krzemowych, wykorzystująca istniejący proces CMOS.urządzenie optyczneRozwój i integracja. Jego największą zaletą jest bardzo wysoka szybkość transmisji, która może zwiększyć prędkość transmisji danych między rdzeniami procesora nawet 100-krotnie, a nawet więcej, a także bardzo wysoka efektywność energetyczna, dlatego jest uważany za nową generację technologii półprzewodnikowej.
Tradycyjnie fotonika krzemowa była rozwijana na bazie SOI, ale wafle SOI są drogie i niekoniecznie stanowią najlepszy materiał do wszystkich funkcji fotonicznych. Jednocześnie, wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych, szybka modulacja na materiałach krzemowych staje się wąskim gardłem, dlatego opracowano szereg nowych materiałów, takich jak folie LNO, InP, BTO, polimery i materiały plazmowe, aby osiągnąć wyższą wydajność.
Ogromny potencjał fotoniki krzemowej tkwi w integracji wielu funkcji w jednym pakiecie i wytwarzaniu większości lub wszystkich z nich, jako części pojedynczego układu scalonego lub stosu układów scalonych, w tych samych zakładach produkcyjnych, które służą do budowy zaawansowanych urządzeń mikroelektronicznych (patrz rysunek 3). Takie rozwiązanie radykalnie obniży koszty transmisji danych.włókna optycznei stworzyć możliwości dla wielu radykalnych nowych zastosowańfotonika, co pozwala na budowę niezwykle złożonych systemów przy bardzo umiarkowanych kosztach.
Pojawia się wiele zastosowań dla złożonych krzemowych systemów fotonicznych, z których najpowszechniejszym jest komunikacja danych. Obejmuje to szerokopasmową komunikację cyfrową dla aplikacji krótkiego zasięgu, złożone schematy modulacji dla aplikacji dalekiego zasięgu oraz komunikację koherentną. Oprócz komunikacji danych, wiele nowych zastosowań tej technologii jest badanych zarówno w biznesie, jak i w środowisku akademickim. Należą do nich: nanofotonika (nanooptomechanika) i fizyka materii skondensowanej, bioczujniki, optyka nieliniowa, systemy LiDAR, żyroskopy optyczne, zintegrowane systemy RF.optoelektronikazintegrowane transceivery radiowe, komunikacja koherentna, noweźródła światła, redukcja szumów laserowych, czujniki gazu, zintegrowana fotonika o bardzo długiej długości fali, szybkie przetwarzanie sygnałów mikrofalowych itp. Szczególnie obiecujące obszary obejmują bioczujniki, obrazowanie, lidar, czujniki bezwładnościowe, hybrydowe układy scalone fotoniczne i radiowe częstotliwości (RFic) oraz przetwarzanie sygnałów.
Czas publikacji: 02.07.2024