Szilícium-fotonikai technológia
Ahogy a chip gyártási folyamata fokozatosan zsugorodik, az összekapcsolás által okozott különféle hatások fontos tényezővé válnak, amelyek befolyásolják a chip teljesítményét. A chipek összekapcsolása az egyik jelenlegi technikai szűk keresztmetszet, és a szilícium alapú optoelektronikai technológia megoldhatja ezt a problémát. A szilícium-fotonikus technológia egyoptikai kommunikációolyan technológia, amely lézersugarat használ elektronikus félvezető jel helyett az adatok továbbítására. Ez egy új generációs technológia, amely szilíciumon és szilícium alapú szubsztrát anyagokon alapul, és a meglévő CMOS eljárást használja a...optikai eszközfejlesztés és integráció. Legnagyobb előnye a nagyon magas átviteli sebesség, amely akár 100-szorosára vagy még gyorsabbá teheti a processzormagok közötti adatátviteli sebességet, és az energiahatékonysága is nagyon magas, így a félvezető technológia új generációjának tekinthető.
A szilícium-fotonikai technológiákat történelmileg SOI-n fejlesztették, de a SOI-szeletek drágák, és nem feltétlenül a legjobb anyagok az összes különböző fotonikai funkcióhoz. Ugyanakkor az adatátviteli sebesség növekedésével a szilícium-anyagokon a nagysebességű moduláció szűk keresztmetszetet jelent, ezért számos új anyagot, például LNO-filmeket, InP-t, BTO-t, polimereket és plazmaanyagokat fejlesztettek ki a nagyobb teljesítmény elérése érdekében.
A szilícium-fotonika hatalmas potenciálja abban rejlik, hogy több funkciót integrál egyetlen tokozásba, és ezek nagy részét vagy mindegyikét egyetlen chip vagy chipkészlet részeként gyártja ugyanazon gyártólétesítményekben, amelyeket a fejlett mikroelektronikai eszközök gyártásához használnak (lásd a 3. ábrát). Ez radikálisan csökkentheti az adatátvitel költségeitoptikai szálakés lehetőségeket teremtenek számos radikálisan új alkalmazásrafotonikalehetővé téve rendkívül összetett rendszerek kiépítését nagyon szerény költségek mellett.
Számos alkalmazás jelenik meg az összetett szilícium-fotonikus rendszerek számára, amelyek közül a leggyakoribb az adatkommunikáció. Ide tartoznak a nagy sávszélességű digitális kommunikáció rövid hatótávolságú alkalmazásokhoz, a komplex modulációs sémák nagy távolságú alkalmazásokhoz és a koherens kommunikáció. Az adatkommunikáció mellett a technológia számos új alkalmazását vizsgálják mind az üzleti, mind az akadémiai szférában. Ezek az alkalmazások a következők: nanofotonika (nanooptomechanika) és kondenzált anyagok fizikája, bioszenzorika, nemlineáris optika, LiDAR rendszerek, optikai giroszkópok, RF integrált...optoelektronika, integrált rádió adó-vevők, koherens kommunikáció, újfényforrások, lézerzajcsökkentés, gázérzékelők, nagyon hosszú hullámhosszú integrált fotonika, nagysebességű és mikrohullámú jelfeldolgozás stb. Különösen ígéretes területek közé tartozik a bioszenzorika, a képalkotás, a lidar, az inerciális érzékelés, a hibrid fotonikus-rádiófrekvenciás integrált áramkörök (RFics) és a jelfeldolgozás.
Közzététel ideje: 2024. július 2.