Silicio fotonicoTecnologia di comunicazione dei dati
In diverse categorie didispositivi fotonici, i componenti fotonici di silicio sono competitivi con i dispositivi migliori della classe, che sono discussi di seguito. Forse quello che consideriamo il lavoro più trasformativocomunicazioni otticheè la creazione di piattaforme integrate che integrano modulatori, rivelatori, guide d'onda e altri componenti sullo stesso chip che comunicano tra loro. In alcuni casi, i transistor sono anche inclusi in queste piattaforme, consentendo l'amplificatore, la serializzazione e il feedback a tutti essere integrati sullo stesso chip. A causa del costo dello sviluppo di tali processi, questo sforzo è principalmente rivolto alle applicazioni per la comunicazione dei dati peer-to-peer. E a causa del costo dello sviluppo di un processo di produzione di transistor, il consenso emergente sul campo è che, dal punto di vista delle prestazioni e dei costi, ha più senso per il prossimo futuro integrare i dispositivi elettronici facendo tecnologia di legame a livello di wafer o chip.
Esiste un valore evidente nella possibilità di realizzare chip in grado di calcolare utilizzando dispositivi elettronici ed eseguire la comunicazione ottica. La maggior parte delle prime applicazioni della fotonica del silicio erano nelle comunicazioni di dati digitali. Ciò è guidato da differenze fisiche fondamentali tra elettroni (fermioni) e fotoni (bosoni). Gli elettroni sono ottimi per il calcolo perché i due non possono essere nello stesso posto allo stesso tempo. Ciò significa che interagiscono fortemente tra loro. Pertanto, è possibile utilizzare elettroni per costruire dispositivi di commutazione non lineari su larga scala: Transistor.
I fotoni hanno proprietà diverse: molti fotoni possono trovarsi nello stesso posto allo stesso tempo e in circostanze molto speciali non interferiscono tra loro. Ecco perché è possibile trasmettere trilioni di bit di dati al secondo attraverso una singola fibra: non è fatto creando un flusso di dati con una singola larghezza di banda Terabit.
In molte parti del mondo, la fibra di casa è il paradigma di accesso dominante, sebbene ciò non si sia dimostrato vero negli Stati Uniti, dove compete con DSL e altre tecnologie. Con la costante domanda di larghezza di banda, la necessità di guidare una trasmissione di dati sempre più efficiente attraverso le fibre ottiche sta crescendo costantemente. L'ampia tendenza nel mercato della comunicazione dei dati è che quando la distanza diminuisce, il prezzo di ciascun segmento diminuisce drasticamente mentre il volume aumenta. Non sorprende che gli sforzi di commercializzazione della fotonica del silicio abbiano concentrato una quantità significativa di lavoro su applicazioni ad alto volume, a corto raggio, target di data center e calcolo ad alte prestazioni. Le applicazioni future includeranno la scheda a bordo, la connettività a corto raggio su scala USB e forse anche la comunicazione CPU Core-to-core alla fine, sebbene ciò che accadrà con le applicazioni core-to-core su un chip sia ancora abbastanza speculativo. Sebbene non abbia ancora raggiunto la portata dell'industria CMOS, la fotonica del silicio ha iniziato a diventare un'industria significativa.
Tempo post: JUL-09-2024