Silikonfotonisk datakommunikationsteknik

Kiselfotonikdatakommunikationsteknik
I flera kategorier avfotoniska enheter, kiselfotoniska komponenter är konkurrenskraftiga med klassens bästa enheter, som diskuteras nedan. Kanske det vi anser vara det mest transformerande arbetet inomoptisk kommunikationär skapandet av integrerade plattformar som integrerar modulatorer, detektorer, vågledare och andra komponenter på samma chip som kommunicerar med varandra. I vissa fall ingår även transistorer i dessa plattformar, vilket gör att förstärkaren, serialiseringen och återkopplingen kan integreras på samma chip. På grund av kostnaden för att utveckla sådana processer är denna satsning främst inriktad på applikationer för peer-to-peer datakommunikation. Och på grund av kostnaden för att utveckla en tillverkningsprocess för transistorer, är den framväxande konsensusen på området att det, ur ett prestanda- och kostnadsperspektiv, är mest meningsfullt för överskådlig framtid att integrera elektroniska enheter genom att göra bindningsteknik vid wafern eller chippet nivå.

Det finns ett uppenbart värde i att kunna tillverka chips som kan beräkna med hjälp av elektroniska apparater och utföra optisk kommunikation. De flesta av de tidiga tillämpningarna av kiselfotonik var i digital datakommunikation. Detta drivs av grundläggande fysiska skillnader mellan elektroner (fermioner) och fotoner (bosoner). Elektroner är bra för datorer eftersom de två inte kan vara på samma plats samtidigt. Det betyder att de interagerar starkt med varandra. Därför är det möjligt att använda elektroner för att bygga storskaliga icke-linjära omkopplingsenheter – transistorer.

Fotoner har olika egenskaper: många fotoner kan vara på samma plats samtidigt, och under mycket speciella omständigheter stör de inte varandra. Det är därför det är möjligt att överföra biljoner bitar av data per sekund genom en enda fiber: det görs inte genom att skapa en dataström med en enda terabit bandbredd.

I många delar av världen är fiber till hemmet det dominerande accessparadigmet, även om detta inte har visat sig vara sant i USA, där det konkurrerar med DSL och andra teknologier. Med den ständiga efterfrågan på bandbredd växer också behovet av att driva mer och effektivare överföring av data genom fiberoptik stadigt. Den breda trenden på datakommunikationsmarknaden är att när avståndet minskar, sjunker priset för varje segment dramatiskt samtidigt som volymen ökar. Inte överraskande har ansträngningar för kommersialisering av kiselfotonik fokuserat en betydande mängd arbete på applikationer med stora volymer, korta avstånd, inriktning på datacenter och högpresterande datoranvändning. Framtida applikationer kommer att inkludera kort-till-kort, USB-skala kortdistansanslutning och kanske till och med CPU kärna-till-kärna-kommunikation så småningom, även om vad som kommer att hända med kärna-till-kärna-applikationer på ett chip fortfarande är ganska spekulativt. Även om den ännu inte har nått CMOS-industrins omfattning, har kiselfotonik börjat bli en betydande industri.


Posttid: 2024-09-09