Křemíkový fotonickýtechnologie datové komunikace
V několika kategoriíchfotonická zařízení, křemíkové fotonické komponenty jsou konkurenceschopné s nejlepšími zařízeními ve své třídě, o kterých pojednáváme níže. Možná to, co považujeme za nejvíce transformační práci voptická komunikaceje vytváření integrovaných platforem, které integrují modulátory, detektory, vlnovody a další komponenty na stejném čipu, které spolu komunikují. V některých případech jsou v těchto platformách zahrnuty i tranzistory, což umožňuje integraci zesilovače, serializace a zpětné vazby na stejném čipu. Vzhledem k nákladům na vývoj těchto procesů je toto úsilí primárně zaměřeno na aplikace pro datovou komunikaci typu peer-to-peer. A vzhledem k nákladům na vývoj procesu výroby tranzistorů se v oboru objevuje shoda, že z hlediska výkonu a nákladů má v dohledné budoucnosti největší smysl integrovat elektronická zařízení pomocí technologie spojování na úrovni waferu nebo čipu.
Výroba čipů, které dokáží počítat pomocí elektronických zařízení a provádět optickou komunikaci, má zjevnou hodnotu. Většina raných aplikací křemíkové fotoniky se týkala digitální datové komunikace. To je dáno zásadními fyzikálními rozdíly mezi elektrony (fermiony) a fotony (bosony). Elektrony jsou skvělé pro výpočetní techniku, protože tyto dva typy elektronů nemohou být současně na stejném místě. To znamená, že spolu silně interagují. Proto je možné použít elektrony k vytvoření rozsáhlých nelineárních spínacích zařízení – tranzistorů.
Fotony mají různé vlastnosti: mnoho fotonů se může nacházet na stejném místě ve stejnou dobu a za velmi specifických okolností se vzájemně neruší. Proto je možné přenášet biliony bitů dat za sekundu jediným optickým vláknem: nedělá se to vytvořením datového proudu s šířkou pásma jednoho terabitu.
V mnoha částech světa je optické připojení k internetu dominantním přístupovým paradigmatem, ačkoli se to ve Spojených státech neprokázalo, protože konkuruje DSL a dalším technologiím. S neustálou poptávkou po šířce pásma neustále roste i potřeba stále efektivnějšího přenosu dat prostřednictvím optických vláken. Obecným trendem na trhu datové komunikace je, že s klesající vzdáleností dramaticky klesá cena každého segmentu, zatímco objem roste. Není divu, že úsilí o komercializaci křemíkové fotoniky zaměřilo značné množství práce na velkoobjemové aplikace s krátkým dosahem, zaměřené na datová centra a vysoce výkonné výpočty. Budoucí aplikace budou zahrnovat komunikaci mezi deskami, krátkodosahovou konektivitu přes USB a možná i komunikaci mezi jádry CPU, i když to, co se stane s aplikacemi mezi jádry na čipu, je stále poměrně spekulativní. Ačkoli křemíková fotonika ještě nedosáhla rozsahu průmyslu CMOS, začala se stávat významným odvětvím.
Čas zveřejnění: 9. července 2024