Silicijum fotonička tehnologija

Silicijum fotonička tehnologija

Kako će se proces čipa postepeno smanjivati, različiti efekti uzrokovani interkonekcijom postaju važan faktor koji utječe na performanse čipa. Interkonekcija čipova jedno je od trenutnih tehničkih uskih grla, a optoelektronička tehnologija zasnovana na silikonu može riješiti ovaj problem. Silicijum fotonska tehnologija jeoptička komunikacijatehnologija koja koristi laserski snop umjesto elektronskog poluvodičkog signala za prijenos podataka. To je tehnologija nove generacije zasnovana na silicijumu i supstratnim materijalima na bazi silicijuma i koristi postojeći CMOS proces zaoptički uređajrazvoj i integracija. Njegova najveća prednost je što ima vrlo visoku brzinu prijenosa, što može učiniti brzinu prijenosa podataka između jezgri procesora 100 puta ili više bržom, a energetska efikasnost je također vrlo visoka, pa se smatra novom generacijom poluvodiča. tehnologije.

Istorijski gledano, silicijumska fotonika je razvijena na SOI, ali SOI pločice su skupe i nisu nužno najbolji materijal za sve različite fotoničke funkcije. Istovremeno, kako se brzina podataka povećava, modulacija velike brzine na silicijumskim materijalima postaje usko grlo, tako da su razni novi materijali kao što su LNO filmovi, InP, BTO, polimeri i plazma materijali razvijeni kako bi se postigle veće performanse.

Veliki potencijal silikonske fotonike leži u integraciji više funkcija u jedan paket i proizvodnji većine ili svih njih, kao dijela jednog čipa ili hrpe čipova, koristeći iste proizvodne pogone koji se koriste za izgradnju naprednih mikroelektronskih uređaja (vidi sliku 3) . To će radikalno smanjiti troškove prijenosa podatakaoptička vlaknai stvoriti mogućnosti za niz radikalnih novih aplikacija ufotonika, omogućavajući izgradnju veoma složenih sistema po veoma skromnim troškovima.

Pojavljuju se mnoge aplikacije za složene silicijumske fotonske sisteme, a najčešća je komunikacija podataka. Ovo uključuje digitalne komunikacije velikog propusnog opsega za aplikacije kratkog dometa, složene modulacijske šeme za aplikacije na velikim udaljenostima i koherentne komunikacije. Pored komunikacije podataka, veliki broj novih primjena ove tehnologije se istražuje kako u poslovnom tako i u akademskom okruženju. Ove aplikacije uključuju: nanofotoniku (nano opto-mehaniku) i fiziku kondenzirane materije, biosensing, nelinearnu optiku, LiDAR sisteme, optičke žiroskope, RF integriraneoptoelektronika, integrisani radio primopredajnici, koherentne komunikacije, novoizvori svjetlosti, smanjenje laserske buke, senzori za gas, integrisana fotonika veoma duge talasne dužine, brza i mikrotalasna obrada signala, itd. Posebno obećavajuća područja uključuju biosenzivanje, snimanje, lidar, inercijalno sensing, hibridna fotonsko-radio frekvencijska integrisana kola (RFics) i signal obrada.