Tehnologija silicijske fotonske komunikacije podataka

Silicijumski fotonskitehnologija za komunikaciju podataka
U nekoliko kategorijafotonski uređaji, silicijumske fotonske komponente su konkurentne najboljim uređajima u klasi, o kojima se govori u nastavku. Možda ono što smatramo najtransformativnijim radom uoptičke komunikacijeje stvaranje integriranih platformi koje integriraju modulatore, detektore, valovode i druge komponente na istom čipu koje međusobno komuniciraju. U nekim slučajevima, tranzistori su također uključeni u ove platforme, što omogućava da se pojačalo, serijalizacija i povratna sprega integriraju na istom čipu. Zbog troškova razvoja takvih procesa, ovaj napor je prvenstveno usmjeren na primjene za peer-to-peer komunikaciju podataka. A zbog troškova razvoja procesa proizvodnje tranzistora, novi konsenzus u ovoj oblasti je da, sa stanovišta performansi i troškova, u doglednoj budućnosti ima najviše smisla integrirati elektroničke uređaje korištenjem tehnologije vezivanja na nivou pločice ili čipa.

Očigledna je vrijednost u mogućnosti izrade čipova koji mogu računati pomoću elektronskih uređaja i obavljati optičku komunikaciju. Većina ranih primjena silicijumske fotonike bila je u digitalnoj komunikaciji podataka. To je uzrokovano fundamentalnim fizičkim razlikama između elektrona (fermiona) i fotona (bozona). Elektroni su odlični za računarstvo jer njih dvoje ne mogu biti na istom mjestu u isto vrijeme. To znači da snažno interaguju jedni s drugima. Stoga je moguće koristiti elektrone za izgradnju velikih nelinearnih prekidačkih uređaja – tranzistora.

Fotoni imaju različita svojstva: mnogi fotoni mogu biti na istom mjestu u isto vrijeme, i pod vrlo posebnim okolnostima ne interferiraju jedni s drugima. Zato je moguće prenijeti trilione bitova podataka u sekundi kroz jedno optičko vlakno: to se ne postiže stvaranjem toka podataka s propusnim opsegom od jednog terabita.

U mnogim dijelovima svijeta, optičko vlakno do kuće je dominantna paradigma pristupa, iako se to nije pokazalo tačnim u Sjedinjenim Američkim Državama, gdje se takmiči sa DSL-om i drugim tehnologijama. Sa stalnom potražnjom za propusnim opsegom, potreba za sve efikasnijim prenosom podataka putem optičkih vlakana također stalno raste. Opšti trend na tržištu komunikacije podataka je da kako se udaljenost smanjuje, cijena svakog segmenta dramatično opada dok se obim povećava. Nije iznenađujuće da su napori komercijalizacije silicijumske fotonike usmjerili značajnu količinu rada na aplikacije velikog obima i kratkog dometa, ciljajući centre podataka i računarstvo visokih performansi. Buduće primjene će uključivati ​​povezivanje ploča-ploča, USB-razmjera kratkog dometa, a možda čak i komunikaciju između jezgara CPU-a na kraju, iako je ono što će se dogoditi sa aplikacijama između jezgara na čipu još uvijek prilično spekulativno. Iako još nije dostigla razmjere CMOS industrije, silicijumska fotonika je počela da postaje značajna industrija.