Silisium fotonisk datakommunikasjonsteknologi

Silisium fotoniskdatakommunikasjonsteknologi
I flere kategorier avfotoniske enheter, er silisiumfotoniske komponenter konkurrerende med klassens beste enheter, som diskuteres nedenfor. Kanskje det vi anser som det mest transformerende arbeidet innenoptisk kommunikasjoner etableringen av integrerte plattformer som integrerer modulatorer, detektorer, bølgeledere og andre komponenter på samme brikke som kommuniserer med hverandre. I noen tilfeller er transistorer også inkludert i disse plattformene, slik at forsterkeren, serialiseringen og tilbakemeldingen kan integreres på samme brikke. På grunn av kostnadene ved å utvikle slike prosesser, er denne innsatsen først og fremst rettet mot applikasjoner for peer-to-peer datakommunikasjon. Og på grunn av kostnadene ved å utvikle en produksjonsprosess for transistorer, er den voksende konsensus i feltet at det, fra et ytelses- og kostnadsperspektiv, gir mest mening i overskuelig fremtid å integrere elektroniske enheter ved å gjøre bindingsteknologi på waferen eller brikken. nivå.

Det er åpenbar verdi i å kunne lage brikker som kan beregne ved hjelp av elektroniske enheter og utføre optisk kommunikasjon. De fleste av de tidlige anvendelsene av silisiumfotonikk var i digital datakommunikasjon. Dette er drevet av grunnleggende fysiske forskjeller mellom elektroner (fermioner) og fotoner (bosoner). Elektroner er flotte for databehandling fordi de to av dem ikke kan være på samme sted samtidig. Dette betyr at de samhandler sterkt med hverandre. Derfor er det mulig å bruke elektroner til å bygge storskala ikke-lineære svitsjeenheter - transistorer.

Fotoner har forskjellige egenskaper: mange fotoner kan være på samme sted samtidig, og under helt spesielle omstendigheter forstyrrer de ikke hverandre. Det er derfor det er mulig å overføre billioner av biter med data per sekund gjennom en enkelt fiber: det gjøres ikke ved å lage en datastrøm med en enkelt terabit-båndbredde.

I mange deler av verden er fiber til hjemmet det dominerende tilgangsparadigmet, selv om dette ikke har vist seg å være sant i USA, hvor det konkurrerer med DSL og andre teknologier. Med den konstante etterspørselen etter båndbredde, øker også behovet for å drive mer og mer effektiv overføring av data gjennom fiberoptikk. Den brede trenden i datakommunikasjonsmarkedet er at når avstanden minker, synker prisen på hvert segment dramatisk mens volumet øker. Ikke overraskende har kommersialiseringsinnsatsen for silisiumfotonikk fokusert en betydelig mengde arbeid på applikasjoner med høy volum og kort rekkevidde, rettet mot datasentre og databehandling med høy ytelse. Fremtidige applikasjoner vil inkludere kort-til-kort, USB-skala kortdistanse-tilkobling, og kanskje til og med CPU-kjerne-til-kjerne-kommunikasjon etter hvert, selv om det som vil skje med kjerne-til-kjerne-applikasjoner på en brikke fortsatt er ganske spekulativt. Selv om den ennå ikke har nådd skalaen til CMOS-industrien, har silisiumfotonikk begynt å bli en betydelig industri.


Innleggstid: Jul-09-2024