Силициев фотониктехнология за комуникация на данни
В няколко категории нафотонни устройства, силициевите фотонни компоненти са конкурентни на най-добрите в класа устройства, които са обсъдени по-долу. Може би това, което смятаме за най-трансформиращата работа воптични комуникациие създаването на интегрирани платформи, които интегрират модулатори, детектори, вълноводи и други компоненти на един и същ чип, които комуникират помежду си. В някои случаи транзисторите също са включени в тези платформи, което позволява усилвателят, сериализацията и обратната връзка да бъдат интегрирани в един и същ чип. Поради разходите за разработване на такива процеси, това усилие е насочено предимно към приложения за комуникация на данни от тип peer-to-peer. И поради разходите за разработване на процес на производство на транзистори, възникващият консенсус в областта е, че от гледна точка на производителност и цена, има най-голям смисъл в обозримо бъдеще да се интегрират електронни устройства чрез прилагане на технология за свързване на пластината или чипа ниво.
Има очевидна стойност в това да можем да правим чипове, които могат да изчисляват с помощта на електронни устройства и да осъществяват оптична комуникация. Повечето от ранните приложения на силициевата фотоника са били в цифровите комуникации на данни. Това се дължи на фундаментални физически разлики между електрони (фермиони) и фотони (бозони). Електроните са чудесни за изчисления, защото двамата не могат да бъдат на едно и също място по едно и също време. Това означава, че те взаимодействат силно помежду си. Следователно е възможно да се използват електрони за изграждане на мащабни нелинейни превключващи устройства - транзистори.
Фотоните имат различни свойства: много фотони могат да бъдат на едно и също място по едно и също време и при много специални обстоятелства те не си пречат. Ето защо е възможно да се предават трилиони битове данни в секунда през едно влакно: това не се прави чрез създаване на поток от данни с един терабит честотна лента.
В много части на света оптичното влакно до дома е доминиращата парадигма за достъп, въпреки че това не е доказано, че е вярно в Съединените щати, където се конкурира с DSL и други технологии. С постоянното търсене на честотна лента, необходимостта от все по-ефективно предаване на данни чрез оптични влакна също нараства постоянно. Широката тенденция на пазара за комуникация на данни е, че с намаляването на разстоянието цената на всеки сегмент намалява драстично, докато обемът се увеличава. Не е изненадващо, че усилията за комерсиализация на силициевата фотоника са съсредоточили значително количество работа върху приложения с голям обем и малък обхват, насочени към центрове за данни и високопроизводителни изчисления. Бъдещите приложения ще включват междуплатна, USB-мащабна свързаност с малък обсег и може би дори CPU ядро-ядро комуникация в крайна сметка, въпреки че какво ще се случи с ядро-ядро приложения на чип все още е доста спекулативно. Въпреки че все още не е достигнала мащаба на CMOS индустрията, силициевата фотоника започна да се превръща в значителна индустрия.
Време на публикуване: 09 юли 2024 г