Szilícium fotonikus adatkommunikációs technológia

Fotonikus szilíciumadatkommunikációs technológia
Több kategóriábanfotonikus eszközök, a szilícium fotonikus alkatrészek versenyképesek a kategória legjobb eszközeivel, amelyeket alább tárgyalunk. Talán az, amit a leginkább átalakító műnek tartunkoptikai kommunikációolyan integrált platformok létrehozása, amelyek modulátorokat, detektorokat, hullámvezetőket és más alkatrészeket integrálnak ugyanazon a chipen, amelyek egymással kommunikálnak. Egyes esetekben ezek a platformok tranzisztorokat is tartalmaznak, ami lehetővé teszi, hogy az erősítőt, a sorosítást és a visszacsatolást ugyanazon a chipen integrálják. Az ilyen folyamatok fejlesztésének költsége miatt ez a törekvés elsősorban a peer-to-peer adatkommunikációt szolgáló alkalmazásokra irányul. A tranzisztorgyártási folyamat kifejlesztésének költsége miatt pedig a területen kialakuló konszenzus az, hogy teljesítmény és költség szempontjából a belátható jövőben a legésszerűbb az elektronikus eszközök integrálása az ostya vagy chip kötési technológiájával. szint.

Nyilvánvaló értéke van annak, ha olyan chipeket lehet készíteni, amelyek képesek elektronikus eszközökkel számolni és optikai kommunikációt folytatni. A szilícium fotonika korai alkalmazásai a legtöbbet a digitális adatkommunikációban alkalmazták. Ennek hátterében az elektronok (fermionok) és a fotonok (bozonok) közötti alapvető fizikai különbségek állnak. Az elektronok kiválóan alkalmasak számítástechnikai célokra, mert a kettő nem lehet egyszerre ugyanazon a helyen. Ez azt jelenti, hogy erős kölcsönhatásban állnak egymással. Ezért lehetőség van az elektronok felhasználásával nagyméretű nemlineáris kapcsolóeszközök – tranzisztorok – építésére.

A fotonok különböző tulajdonságokkal rendelkeznek: sok foton lehet egyszerre ugyanazon a helyen, és nagyon különleges körülmények között nem zavarják egymást. Ezért lehetséges másodpercenként több billió adatot továbbítani egyetlen szálon keresztül: ez nem egyetlen terabites sávszélességű adatfolyam létrehozásával történik.

A világ számos részén az otthoni optikai szál a domináns hozzáférési paradigma, bár ez nem bizonyított igaz az Egyesült Államokban, ahol a DSL-lel és más technológiákkal versenyez. A sávszélesség iránti állandó kereslet mellett folyamatosan növekszik az az igény is, hogy egyre hatékonyabban továbbítsák a száloptikán keresztüli adatátvitelt. Az adatkommunikációs piacon általános tendencia az, hogy a távolság csökkenésével az egyes szegmensek ára drámaian csökken, miközben a mennyiség nő. Nem meglepő, hogy a szilícium fotonika kereskedelmi forgalomba hozatalára irányuló erőfeszítések jelentős mennyiségű munkát összpontosítottak nagy volumenű, kis hatótávolságú alkalmazásokra, amelyek az adatközpontokat és a nagy teljesítményű számítástechnikát célozták meg. A jövőbeli alkalmazások között szerepel majd az alaplaptól a kártyáig, az USB léptékű, rövid hatótávolságú csatlakozás, és talán még a CPU magok közötti kommunikáció is, bár az, hogy mi fog történni egy chipen a magok közötti alkalmazásokkal, még mindig meglehetősen spekulatív. Bár még nem érte el a CMOS-ipar méretét, a szilíciumfotonika kezdett jelentős iparággá válni.