Tehnologija silicijeve fotonike
Ker se bo proces čipa postopoma krčil, bodo različni učinki, ki jih povzroči povezava, postali pomemben dejavnik, ki vpliva na delovanje čipa. Medsebojno povezovanje čipov je eno od trenutnih tehničnih ozkih grl in optoelektronska tehnologija na osnovi silicija lahko reši to težavo. Silicijeva fotonska tehnologija jeoptična komunikacijatehnologija, ki za prenos podatkov uporablja laserski žarek namesto elektronskega polprevodniškega signala. To je tehnologija nove generacije, ki temelji na siliciju in substratnih materialih na osnovi silicija ter uporablja obstoječi postopek CMOS zaoptična napravarazvoj in povezovanje. Njegova največja prednost je, da ima zelo visoko hitrost prenosa, zaradi česar je lahko hitrost prenosa podatkov med procesorskimi jedri 100-krat ali več hitrejša, zelo visok pa je tudi energetski izkoristek, zato ga štejemo za novo generacijo polprevodnikov. tehnologija.
V preteklosti je bila silicijeva fotonika razvita na SOI, vendar so rezine SOI drage in niso nujno najboljši material za vse različne funkcije fotonike. Hkrati z naraščanjem podatkovnih hitrosti postaja hitra modulacija na silicijevih materialih ozko grlo, zato so bili razviti številni novi materiali, kot so LNO filmi, InP, BTO, polimeri in plazemski materiali, da bi dosegli višjo zmogljivost.
Velik potencial silicijeve fotonike je v integraciji več funkcij v en sam paket in proizvodnji večine ali vseh kot del enega samega čipa ali niza čipov z uporabo istih proizvodnih zmogljivosti, ki se uporabljajo za izdelavo naprednih mikroelektronskih naprav (glej sliko 3). . S tem boste radikalno zmanjšali stroške prenosa podatkovoptična vlaknain ustvariti priložnosti za različne radikalne nove aplikacije vfotonika, kar omogoča gradnjo zelo kompleksnih sistemov po zelo skromnih stroških.
Pojavljajo se številne aplikacije za kompleksne silicijeve fotonske sisteme, najpogostejša pa je podatkovna komunikacija. To vključuje digitalne komunikacije z visoko pasovno širino za aplikacije kratkega dosega, 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, RF integriranooptoelektronika, integrirani radijski sprejemniki, koherentne komunikacije, novoviri svetlobe, lasersko zmanjševanje hrupa, plinski senzorji, integrirana fotonika z zelo dolgimi valovnimi dolžinami, hitra in mikrovalovna obdelava signalov itd. Posebej obetavna področja vključujejo biosenzor, slikanje, lidar, inercialno senzorje, hibridna fotonsko-radiofrekvenčna integrirana vezja (RFics) in signal predelava.
Čas objave: 2. julij 2024