Technologie křemíkové fotoniky
Jak se bude proces čipu postupně zmenšovat, různé efekty způsobené propojením se stávají důležitým faktorem ovlivňujícím výkon čipu. Propojení čipů je jedním ze současných technických úzkých míst a tento problém může vyřešit optoelektronická technologie na bázi křemíku. Křemíková fotonická technologie je anoptická komunikacetechnologie, která k přenosu dat využívá laserový paprsek místo elektronického polovodičového signálu. Jedná se o technologii nové generace založenou na křemíku a substrátových materiálech na bázi křemíku a využívá stávající proces CMOSoptické zařízenírozvoje a integrace. Jeho největší výhodou je, že má velmi vysokou přenosovou rychlost, díky které může být rychlost přenosu dat mezi jádry procesoru 100krát nebo více rychlejší, a energetická účinnost je také velmi vysoká, takže je považován za novou generaci polovodičů. technologie.
Historicky byla křemíková fotonika vyvíjena na SOI, ale SOI wafery jsou drahé a ne nutně nejlepším materiálem pro všechny různé fotonické funkce. Současně, jak se rychlost přenosu dat zvyšuje, vysokorychlostní modulace na křemíkových materiálech se stává úzkým hrdlem, takže byly vyvinuty různé nové materiály, jako jsou filmy LNO, InP, BTO, polymery a plazmové materiály, aby bylo dosaženo vyššího výkonu.
Velký potenciál křemíkové fotoniky spočívá v integraci více funkcí do jednoho pouzdra a výrobě většiny nebo všech z nich jako součásti jednoho čipu nebo sady čipů za použití stejných výrobních zařízení, která se používají k výrobě pokročilých mikroelektronických zařízení (viz obrázek 3). . Pokud tak učiníte, radikálně sníží náklady na přenos datoptických vlákena vytvářet příležitosti pro řadu radikálních nových aplikací vfotonika, což umožňuje výstavbu vysoce komplexních systémů za velmi skromné náklady.
Objevuje se mnoho aplikací pro komplexní křemíkové fotonické systémy, nejběžnější je datová komunikace. To zahrnuje širokopásmovou digitální komunikaci pro aplikace s krátkým dosahem, komplexní modulační schémata pro aplikace na dlouhé vzdálenosti a koherentní komunikaci. Kromě datové komunikace se v byznysu i akademické sféře zkoumá velké množství nových aplikací této technologie. Mezi tyto aplikace patří: nanofotonika (nano-optomechanika) a fyzika kondenzovaných látek, biosnímání, nelineární optika, systémy LiDAR, optické gyroskopy, RF integrovanéoptoelektronika, integrované rádiové transceivery, koherentní komunikace, novésvětelné zdroje, redukce laserového šumu, plynové senzory, integrovaná fotonika s velmi dlouhou vlnovou délkou, vysokorychlostní a mikrovlnné zpracování signálu atd. Mezi zvláště slibné oblasti patří biosnímání, zobrazování, lidar, inerciální snímání, hybridní fotonicko-radiofrekvenční integrované obvody (RFics) a signál zpracování.
Čas odeslání: Červenec-02-2024