Teknolohiya ng potonika ng silikon

Teknolohiya ng potonika ng silikon

Habang unti-unting lumiliit ang proseso ng chip, ang iba't ibang epekto na dulot ng interconnect ay nagiging isang mahalagang salik na nakakaapekto sa pagganap ng chip. Ang interconnection ng chip ay isa sa mga kasalukuyang teknikal na bottleneck, at ang teknolohiyang optoelectronics na nakabatay sa silicon ay maaaring makalutas sa problemang ito. Ang teknolohiyang photonic ng silicon ay isangkomunikasyong optikalteknolohiyang gumagamit ng laser beam sa halip na isang electronic semiconductor signal upang magpadala ng data. Ito ay isang bagong henerasyon ng teknolohiya batay sa silicon at mga materyales na substrate na nakabatay sa silicon at gumagamit ng umiiral na proseso ng CMOS para saaparatong optikalpag-unlad at integrasyon. Ang pinakamalaking bentahe nito ay ang pagkakaroon nito ng napakataas na rate ng transmisyon, na maaaring magpabilis ng bilis ng transmisyon ng data sa pagitan ng mga core ng processor nang 100 beses o higit pa, at ang kahusayan ng kuryente ay napakataas din, kaya itinuturing itong isang bagong henerasyon ng teknolohiyang semiconductor.

Sa kasaysayan, ang silicon photonics ay nadebelop na sa SOI, ngunit ang mga SOI wafer ay mahal at hindi kinakailangang ang pinakamahusay na materyal para sa lahat ng iba't ibang function ng photonics. Kasabay nito, habang tumataas ang mga data rate, ang high-speed modulation sa mga materyales na silicon ay nagiging isang bottleneck, kaya iba't ibang mga bagong materyales tulad ng mga LNO film, InP, BTO, polymer at mga materyales na plasma ang nadebelop upang makamit ang mas mataas na pagganap.

Ang malaking potensyal ng silicon photonics ay nakasalalay sa pagsasama ng maraming tungkulin sa isang pakete at paggawa ng karamihan o lahat ng mga ito, bilang bahagi ng isang chip o stack ng mga chip, gamit ang parehong mga pasilidad sa paggawa na ginagamit upang bumuo ng mga advanced na microelectronic device (tingnan ang Figure 3). Ang paggawa nito ay radikal na makakabawas sa gastos ng pagpapadala ng data sa paglipas ng panahon.mga hibla ng optikaat lumikha ng mga pagkakataon para sa iba't ibang radikal at bagong aplikasyon sapotoniks, na nagpapahintulot sa pagtatayo ng mga lubos na kumplikadong sistema sa napakababang gastos.

Maraming aplikasyon ang umuusbong para sa mga kumplikadong silicon photonic system, ang pinakakaraniwan ay ang komunikasyon ng datos. Kabilang dito ang mga high-bandwidth digital communication para sa mga short-range application, mga kumplikadong modulation scheme para sa mga long-distance application, at mga coherent communication. Bukod sa komunikasyon ng datos, maraming bagong aplikasyon ng teknolohiyang ito ang ginalugad sa parehong negosyo at akademya. Kabilang sa mga aplikasyong ito ang: Nanophotonics (nano opto-mechanics) at condensed matter physics, biosensing, nonlinear optics, LiDAR systems, optical gyroscopes, RF integrated.optoelektronika, pinagsamang mga transceiver ng radyo, magkakaugnay na komunikasyon, bagomga pinagmumulan ng liwanag, pagbabawas ng ingay gamit ang laser, mga sensor ng gas, napakahabang wavelength integrated photonics, high-speed at microwave signal processing, atbp. Kabilang sa mga partikular na promising na larangan ang biosensing, imaging, lidar, inertial sensing, hybrid photonic-radio frequency integrated circuits (RFics), at signal processing.