Tecnologia fotonica del silicio
Man mano che il processo del chip si ridurrà gradualmente, vari effetti causati dall'interconnessione diventano un fattore importante che influenza le prestazioni del chip. L'interconnessione CHIP è uno degli attuali colli di bottiglia tecnici e la tecnologia optoelettronica a base di silicio può risolvere questo problema. La tecnologia fotonica al silicio è uncomunicazione otticaTecnologia che utilizza un raggio laser invece di un segnale di semiconduttore elettronico per trasmettere i dati. È una tecnologia di nuova generazione basata su materiali a substrato a base di silicio e silicio e utilizza il processo CMOS esistente perdispositivo otticoSviluppo e integrazione. Il suo più grande vantaggio è che ha una velocità di trasmissione molto elevata, che può rendere la velocità di trasmissione dei dati tra i nuclei del processore 100 volte più velocemente, e anche l'efficienza energetica è molto alta, quindi è considerata una nuova generazione di tecnologia a semiconduttore.
Storicamente, la fotonica del silicio è stata sviluppata su SOI, ma i wafer SOI sono costosi e non necessariamente il materiale migliore per tutte le diverse funzioni fotoniche. Allo stesso tempo, all'aumentare delle velocità dei dati, la modulazione ad alta velocità sui materiali di silicio sta diventando un collo di bottiglia, quindi sono state sviluppate una varietà di nuovi materiali come film LNO, INP, BTO, polimeri e materiali al plasma per ottenere prestazioni più elevate.
Il grande potenziale della fotonica del silicio risiede nell'integrazione di molteplici funzioni in un singolo pacchetto e producendo la maggior parte o tutte, come parte di un singolo chip o stack di chip, utilizzando gli stessi impianti di produzione utilizzati per costruire dispositivi microelettronici avanzati (vedere la Figura 3). Ciò ridurrà radicalmente il costo della trasmissione dei datifibre ottichee creare opportunità per una varietà di nuove applicazioni radicali inFotonica, consentendo la costruzione di sistemi altamente complessi a un costo molto modesto.
Molte applicazioni stanno emergendo per sistemi fotonici di silicio complessi, le comunicazioni di dati più comuni. Ciò include comunicazioni digitali ad alta larghezza di banda per applicazioni a corto raggio, schemi di modulazione complessi per applicazioni a lunga distanza e comunicazioni coerenti. Oltre alla comunicazione dei dati, un gran numero di nuove applicazioni di questa tecnologia vengono esplorate sia nel business che nel mondo accademico. Queste applicazioni includono: nanofotonica (nano opto-meccanica) e fisica della materia condensata, biosensing, ottica non lineare, sistemi lidar, giroscopi ottici, RF integratooptoelettronica, Transociti radio integrati, comunicazioni coerenti, nuovofonti luminose, Riduzione del rumore laser, sensori di gas, fotonica integrata a lunghezza d'onda molto lunga, elaborazione del segnale ad alta velocità e microonde, ecc. Le aree in particolare promettenti includono biosensing, imaging, lidar, rilevamento inerziale, circuiti integrati di frequenza fotonica ibrida (RFIC) (RFIC) e elaborazione del segnale.
Tempo post: JUL-02-2024