Tehnologija silicijeve fotonike
Ker se bo postopek izdelave čipa postopoma krčil, bodo različni učinki, ki jih povzročajo medsebojne povezave, postali pomemben dejavnik, ki vpliva na delovanje čipa. Medsebojna povezava čipov je eno od trenutnih tehničnih ozkih grl, optoelektronska tehnologija na osnovi silicija pa bi lahko rešila ta problem. Silicijeva fotonska tehnologija je ...optična komunikacijatehnologija, ki za prenos podatkov uporablja laserski žarek namesto elektronskega polprevodniškega signala. Gre za tehnologijo nove generacije, ki temelji na siliciju in substratnih materialih na osnovi silicija ter uporablja obstoječi CMOS postopek zaoptična napravarazvoj in integracija. Njegova največja prednost je zelo visoka hitrost prenosa, ki lahko hitrost prenosa podatkov med procesorskimi jedri poveča za 100-krat ali več, poleg tega pa je tudi zelo visoka energetska učinkovitost, zato velja za polprevodniško tehnologijo nove generacije.
Zgodovinsko gledano so silicijeve fotonike razvijali na SOI, vendar so SOI rezine drage in niso nujno najboljši material za vse različne fotonske funkcije. Hkrati pa z naraščanjem hitrosti prenosa podatkov postaja visokohitrostna modulacija na silicijevih materialih ozko grlo, zato so bili razviti številni novi materiali, kot so LNO filmi, InP, BTO, polimeri in plazemski materiali za doseganje večje zmogljivosti.
Velik potencial silicijeve fotonike leži v integraciji več funkcij v eno samo ohišje in izdelavi večine ali vseh funkcij kot dela enega samega čipa ali sklada čipov z uporabo istih proizvodnih obratov, ki se uporabljajo za izdelavo naprednih mikroelektronskih naprav (glej sliko 3). S tem se bodo drastično zmanjšali stroški prenosa podatkov prek...optična vlaknain ustvariti priložnosti za različne radikalno nove aplikacije vfotonika, kar omogoča gradnjo zelo kompleksnih sistemov po zelo nizkih stroških.
Za kompleksne silicijeve fotonske sisteme se pojavlja veliko aplikacij, najpogostejše pa so podatkovne komunikacije. To vključuje digitalne komunikacije z visoko pasovno širino za aplikacije na kratke razdalje, kompleksne modulacijske sheme za aplikacije na dolge razdalje in koherentne komunikacije. Poleg podatkovne komunikacije se v poslovnem in akademskem svetu raziskuje veliko število novih aplikacij te tehnologije. Te aplikacije vključujejo: nanofotoniko (nano optomehaniko) in fiziko kondenzirane snovi, biosenzorje, nelinearno optiko, sisteme LiDAR, optične žiroskope, integrirane radiofrekvenčne sisteme.optoelektronika, integrirani radijski oddajniki-sprejemniki, koherentne komunikacije, novosvetlobni viri, lasersko zmanjševanje šuma, plinski senzorji, integrirana fotonika z zelo dolgimi valovnimi dolžinami, visokohitrostna in mikrovalovna obdelava signalov itd. Posebej obetavna področja vključujejo biosenzorike, slikanje, lidar, inercialno zaznavanje, hibridna fotonsko-radiofrekvenčna integrirana vezja (RFic) in obdelavo signalov.
Čas objave: 2. julij 2024