Кремнієвий фотоннийтехнологія передачі даних
У кількох категоріяхфотонні пристрої, кремнієві фотонні компоненти можуть конкурувати з найкращими у своєму класі пристроями, які обговорюються нижче. Можливо, те, що ми вважаємо найбільш трансформаційною роботою воптичний зв'язок– це створення інтегрованих платформ, які об'єднують модулятори, детектори, хвилеводи та інші компоненти на одному чіпі, що взаємодіють один з одним. У деяких випадках до цих платформ також входять транзистори, що дозволяє інтегрувати підсилювач, серіалізацію та зворотний зв'язок на одному чіпі. Через вартість розробки таких процесів ці зусилля в першу чергу спрямовані на застосування для обміну даними між рівними користувачами. А через вартість розробки процесу виробництва транзисторів, у цій галузі склався консенсус, що з точки зору продуктивності та вартості в найближчому майбутньому має найбільший сенс інтегрувати електронні пристрої за допомогою технології склеювання на рівні пластини або чіпа.
Існує очевидна цінність у можливості створювати чіпи, які можуть обчислювати за допомогою електронних пристроїв та здійснювати оптичний зв'язок. Більшість ранніх застосувань кремнієвої фотоніки були в цифровому обміні даними. Це зумовлено фундаментальними фізичними відмінностями між електронами (ферміонами) та фотонами (бозонами). Електрони чудово підходять для обчислень, оскільки вони не можуть перебувати в одному місці одночасно. Це означає, що вони сильно взаємодіють один з одним. Тому можна використовувати електрони для створення великомасштабних нелінійних комутаційних пристроїв – транзисторів.
Фотони мають різні властивості: багато фотонів можуть перебувати в одному місці одночасно, і за дуже особливих обставин вони не заважають один одному. Ось чому можна передавати трильйони біт даних за секунду через одне волокно: це не робиться шляхом створення потоку даних з пропускною здатністю в один терабіт.
У багатьох частинах світу оптоволоконний зв'язок до дому є домінуючою парадигмою доступу, хоча це не було доведено в Сполучених Штатах, де він конкурує з DSL та іншими технологіями. З постійним попитом на пропускну здатність, потреба в забезпеченні все більш ефективної передачі даних через оптоволоконний зв'язок також неухильно зростає. Загальна тенденція на ринку передачі даних полягає в тому, що зі зменшенням відстані ціна кожного сегмента різко знижується, тоді як обсяг збільшується. Не дивно, що зусилля з комерціалізації кремнієвої фотоніки зосередили значну частину роботи на високооб'ємних, малодіючих застосуваннях, орієнтованих на центри обробки даних та високопродуктивні обчислення. Майбутні застосування включатимуть міжплатне з'єднання, з'єднання малої дальності масштабу USB та, можливо, навіть зв'язок між ядрами процесорів, хоча те, що станеться з додатками між ядрами на чіпі, все ще досить спекулятивно. Хоча вона ще не досягла масштабів CMOS-індустрії, кремнієва фотоніка почала ставати значною галуззю.
Час публікації: 09 липня 2024 р.