Кремнієва фотонна технологія передачі даних

Кремній фотоннийтехнологія передачі даних
У кількох категоріяхфотонні пристрої, кремнієві фотонні компоненти є конкурентоспроможними з найкращими у своєму класі пристроями, які обговорюються нижче. Можливо, те, що ми вважаємо найбільш трансформаційним творомоптичні комунікаціїце створення інтегрованих платформ, які інтегрують модулятори, детектори, хвилеводи та інші компоненти на одному чіпі, які спілкуються один з одним. У деяких випадках транзистори також включені в ці платформи, що дозволяє інтегрувати підсилювач, серіалізацію та зворотний зв’язок на одній мікросхемі. Через вартість розробки таких процесів ці зусилля в основному спрямовані на програми для однорангового обміну даними. І через витрати на розробку процесу виробництва транзисторів, консенсус у цій галузі полягає в тому, що з точки зору продуктивності та вартості найбільш доцільним у найближчому майбутньому є інтеграція електронних пристроїв за допомогою технології з’єднання на пластині чи мікросхемі. рівень.

Існує очевидна цінність можливості створювати чіпи, які можуть обчислювати за допомогою електронних пристроїв і здійснювати оптичний зв’язок. Більшість ранніх застосувань кремнієвої фотоніки були в цифрових передачах даних. Це зумовлено фундаментальними фізичними відмінностями між електронами (ферміонами) і фотонами (бозонами). Електрони чудово підходять для обчислень, оскільки вони не можуть бути в одному місці одночасно. Це означає, що вони сильно взаємодіють один з одним. Отже, можна використовувати електрони для побудови великих 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: цього не можна зробити, створивши потік даних із пропускною здатністю в один терабіт.

У багатьох частинах світу оптоволокно до дому є домінуючою парадигмою доступу, хоча це не підтверджено в Сполучених Штатах, де воно конкурує з DSL та іншими технологіями. З постійним попитом на пропускну здатність, потреба у все більш ефективній передачі даних через волоконну оптику також постійно зростає. Загальна тенденція на ринку передачі даних полягає в тому, що зі зменшенням відстані ціна кожного сегмента різко знижується, а обсяг збільшується. Не дивно, що зусилля з комерціалізації кремнієвої фотоніки зосередили значний обсяг роботи на великомасштабних додатках малого радіусу дії, націлених на центри обробки даних і високопродуктивні обчислення. Майбутні додатки включатимуть підключення «плата-до-плати» на малому радіусі дії в масштабі USB і, можливо, згодом навіть зв’язок між ядрами ЦП, хоча те, що станеться з програмами «ядро-ядро» на чіпі, все ще є досить спекулятивним. Хоча вона ще не досягла масштабів індустрії CMOS, кремнієва фотоніка почала ставати важливою галуззю.


Час публікації: 09 липня 2024 р