Eftersom processen för chipet gradvis kommer att krympa, blir olika effekter orsakade av sammankopplingen en viktig faktor som påverkar chipets prestanda. Chipsammankoppling är en av de nuvarande tekniska flaskhalsarna, och kiselbaserad optoelektronik kan lösa detta problem. Kiselfotonteknik är enoptisk kommunikationteknik som använder en laserstråle istället för en elektronisk halvledarsignal för att överföra data. Det är en ny generationsteknologi baserad på kisel och kiselbaserade substratmaterial och använder den befintliga CMOS-processen föroptisk anordningutveckling och integration. Dess största fördel är att den har en mycket hög överföringshastighet, vilket kan göra dataöverföringshastigheten mellan processorkärnorna 100 gånger eller mer snabbare, och strömeffektiviteten är också mycket hög, så det anses vara en ny generation av halvledare teknologi.
Historiskt sett har kiselfotonik utvecklats på SOI, men SOI-wafers är dyra och inte nödvändigtvis det bästa materialet för alla olika fotonikfunktioner. Samtidigt, när datahastigheterna ökar, blir höghastighetsmodulering på kiselmaterial en flaskhals, så en mängd nya material som LNO-filmer, InP, BTO, polymerer och plasmamaterial har utvecklats för att uppnå högre prestanda.
Den stora potentialen med kiselfotonik ligger i att integrera flera funktioner i ett enda paket och att tillverka de flesta eller alla av dem, som en del av ett enda chip eller stapel med chips, med samma tillverkningsanläggningar som används för att bygga avancerade mikroelektroniska enheter (se figur 3) . Att göra det kommer att radikalt minska kostnaderna för att överföra data överoptiska fibreroch skapa möjligheter för en mängd radikala nya tillämpningar inomfotonik, vilket möjliggör konstruktion av mycket komplexa system till en mycket blygsam kostnad.
Många tillämpningar dyker upp för komplexa fotoniska kiselsystem, de vanligaste är datakommunikation. Detta inkluderar digital kommunikation med hög bandbredd för kortdistansapplikationer, komplexa moduleringsscheman för långdistanstillämpningar och sammanhängande kommunikation. Förutom datakommunikation utforskas ett stort antal nya tillämpningar av denna teknik i både näringslivet och den akademiska världen. Dessa applikationer inkluderar: nanofotonik (nanooptomekanik) och kondenserad materiens fysik, biosensing, olinjär optik, LiDAR-system, optiska gyroskop, RF-integreradoptoelektronik, integrerade radiosändtagare, sammanhängande kommunikationer, nyttljuskällor, laserbrusreducering, gassensorer, integrerad fotonik med mycket långa våglängder, höghastighets- och mikrovågssignalbehandling, etc. Särskilt lovande områden inkluderar biosensing, bildbehandling, lidar, tröghetsavkänning, hybridfotonisk-radiofrekvensintegrerade kretsar (RFics) och signal bearbetning.
Posttid: 2024-02-02