Силициев фотонентехнология за комуникация на данни
В няколко категории нафотонни устройства, силициевите фотонни компоненти са конкурентоспособни с най-добрите в класа си устройства, които са обсъдени по-долу. Може би това, което считаме 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 в тези платформи са включени и транзистори, което позволява усилвателят, сериализацията и обратната връзка да бъдат интегрирани на един и същ чип. Поради разходите за разработване на такива процеси, това усилие е насочено предимно към приложения за peer-to-peer комуникация на данни. И поради разходите за разработване на производствен процес на транзистори, възникващият консенсус в областта е, че от гледна точка на производителността и разходите е най-разумно в обозримо бъдеще да се интегрират електронни устройства чрез технология за свързване на ниво пластина или чип.
Очевидна е стойността на възможността да се създават чипове, които могат да извършват изчисления с помощта на електронни устройства и да осъществяват оптична комуникация. Повечето от ранните приложения на силициевата фотоника са били в цифровата комуникация на данни. Това се дължи на фундаменталните физически разлики между електроните (фермионите) и фотоните (бозоните). Електроните са чудесни за изчисления, защото двата вида не могат да бъдат на едно и също място едновременно. 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 едновременно и при много специални обстоятелства те не си пречат. Ето защо е възможно да се предават трилиони битове данни в секунда през едно единствено оптично влакно: това не се постига чрез създаване на поток от данни с една терабитова честотна лента.
В много части на света, оптичният интернет до дома е доминиращата парадигма за достъп, въпреки че това не е доказано 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 непрекъснато. Общата 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 фокусирали значително количество работа върху приложения с голям обем и малък обхват, насочени към центрове за данни и високопроизводителни изчисления. Бъдещите приложения ще включват комуникация между платки, USB-мащабна свързаност на малък обхват и може би дори комуникация между ядра на процесори в крайна сметка, въпреки че това, което ще се случи с приложенията между ядра на чип, все още е доста спекулативно. Въпреки че все още не е достигнала мащаба на CMOS индустрията, силициевата фотоника е започнала да се превръща в значителна индустрия.
Време на публикуване: 09 юли 2024 г.