Etter hvert som prosessen i brikken gradvis krymper, blir ulike effekter forårsaket av sammenkoblingen en viktig faktor som påvirker brikkens ytelse. Brikkesammenkobling er en av de nåværende tekniske flaskehalsene, og silisiumbasert optoelektronikkteknologi kan løse dette problemet. Silisiumfotonisk teknologi er enoptisk kommunikasjonteknologi som bruker en laserstråle i stedet for et elektronisk halvledersignal for å overføre data. Det er en ny generasjons teknologi basert på silisium og silisiumbaserte substratmaterialer og bruker den eksisterende CMOS-prosessen foroptisk enhetutvikling og integrasjon. Den største fordelen er at den har en veldig høy overføringshastighet, noe som kan gjøre dataoverføringshastigheten mellom prosessorkjernene 100 ganger eller mer raskere, og energieffektiviteten er også veldig høy, så den regnes som en ny generasjon halvlederteknologi.
Historisk sett har silisiumfotonikk blitt utviklet på SOI, men SOI-wafere er dyre og ikke nødvendigvis det beste materialet for alle de forskjellige fotoniske funksjonene. Samtidig, etter hvert som datahastighetene øker, blir høyhastighetsmodulering på silisiummaterialer en flaskehals, så en rekke nye materialer som LNO-filmer, InP, BTO, polymerer og plasmamaterialer har blitt utviklet for å oppnå høyere ytelse.
Det store potensialet til silisiumfotonikk ligger i å integrere flere funksjoner i én pakke og produsere de fleste eller alle av dem, som en del av en enkelt brikke eller stabel med brikker, ved å bruke de samme produksjonsanleggene som brukes til å bygge avanserte mikroelektroniske enheter (se figur 3). Dette vil redusere kostnadene ved å overføre data radikalt.optiske fibreog skape muligheter for en rekke radikale nye bruksområder ifotonikk, noe som muliggjør bygging av svært komplekse systemer til en svært beskjeden kostnad.
Mange bruksområder dukker opp for komplekse silisiumfotoniske systemer, og de vanligste er datakommunikasjon. Dette inkluderer digital kommunikasjon med høy båndbredde for applikasjoner med kort rekkevidde, komplekse modulasjonsskjemaer for applikasjoner med lang avstand og koherent kommunikasjon. I tillegg til datakommunikasjon utforskes et stort antall nye bruksområder for denne teknologien i både næringsliv og akademia. Disse bruksområdene inkluderer: Nanofotonikk (nanooptomekanikk) og fysikk i kondensert materie, biosensing, ikke-lineær optikk, LiDAR-systemer, optiske gyroskoper, RF-integrertoptoelektronikk, integrerte radiotransceivere, koherent kommunikasjon, nylyskilder, laserstøyreduksjon, gassensorer, integrert fotonikk med svært lang bølgelengde, høyhastighets- og mikrobølgesignalbehandling, osv. Spesielt lovende områder inkluderer biosensing, avbildning, lidar, treghetsfølelse, hybride fotonisk-radiofrekvensintegrerte kretser (RFics) og signalbehandling.
Publisert: 02.07.2024