fotonica al siliciotecnologia di comunicazione dati
In diverse categorie didispositivi fotonici, i componenti fotonici al silicio sono competitivi con i dispositivi migliori della categoria, di cui si discute più avanti. Forse quello che consideriamo il lavoro più trasformativo incomunicazioni otticheSi tratta della creazione di piattaforme integrate che uniscono modulatori, rivelatori, guide d'onda e altri componenti sullo stesso chip, consentendo loro di comunicare tra loro. In alcuni casi, queste piattaforme includono anche transistor, permettendo l'integrazione di amplificatore, serializzazione e feedback sullo stesso chip. A causa dei costi di sviluppo di tali processi, questo sforzo è principalmente rivolto ad applicazioni per la comunicazione dati peer-to-peer. Inoltre, a causa dei costi di sviluppo di un processo di produzione di transistor, il consenso emergente nel settore è che, da una prospettiva di prestazioni e costi, per il prossimo futuro la soluzione più sensata sia integrare i dispositivi elettronici tramite la tecnologia di bonding a livello di wafer o di chip.
È evidente il valore della capacità di realizzare chip in grado di eseguire calcoli utilizzando dispositivi elettronici e di effettuare comunicazioni ottiche. La maggior parte delle prime applicazioni della fotonica al silicio riguardava le comunicazioni digitali di dati. Ciò è dovuto alle differenze fisiche fondamentali tra elettroni (fermioni) e fotoni (bosoni). Gli elettroni sono ideali per il calcolo perché non possono trovarsi nello stesso luogo contemporaneamente. Questo significa che interagiscono fortemente tra loro. Pertanto, è possibile utilizzare gli elettroni per costruire dispositivi di commutazione non lineari su larga scala: i transistor.
I fotoni hanno proprietà diverse: molti fotoni possono trovarsi nello stesso luogo contemporaneamente e, in circostanze molto particolari, non interferiscono tra loro. Ecco perché è possibile trasmettere trilioni di bit di dati al secondo attraverso una singola fibra: non si ottiene creando un flusso di dati con una larghezza di banda di un singolo terabit.
In molte parti del mondo, la fibra ottica fino a casa (FTTH) rappresenta il paradigma di accesso dominante, sebbene ciò non sia stato dimostrato negli Stati Uniti, dove compete con DSL e altre tecnologie. Con la costante domanda di larghezza di banda, cresce anche la necessità di una trasmissione dati sempre più efficiente tramite fibra ottica. La tendenza generale nel mercato delle comunicazioni dati è che, al diminuire della distanza, il prezzo di ciascun segmento si riduce drasticamente, mentre il volume aumenta. Non sorprende quindi che gli sforzi di commercializzazione della fotonica al silicio si siano concentrati in modo significativo su applicazioni ad alto volume e a corto raggio, rivolte ai data center e al calcolo ad alte prestazioni. Le applicazioni future includeranno la connettività scheda-scheda, la connettività a corto raggio su scala USB e forse anche la comunicazione tra core della CPU, sebbene ciò che accadrà con le applicazioni core-to-core su un chip sia ancora piuttosto speculativo. Pur non avendo ancora raggiunto le dimensioni dell'industria CMOS, la fotonica al silicio ha iniziato a diventare un settore di rilievo.
Data di pubblicazione: 09-07-2024