Технологија на силиконска фотоника

Технологија на силиконска фотоника

Бидејќи процесот на чипот постепено ќе се намалува, различните ефекти предизвикани од меѓусебното поврзување стануваат важен фактор што влијае на перформансите на чипот. Интерконекцијата со чипови е едно од тековните технички тесни грла, а технологијата за оптоелектроника базирана на силикон може да го реши овој проблем. Силиконската фотонска технологија е аноптичка комуникацијатехнологија која користи ласерски зрак наместо електронски полупроводнички сигнал за пренос на податоци. Тоа е технологија од нова генерација базирана на силициум и супстратни материјали базирани на силикон и го користи постоечкиот CMOS процес заоптички уредразвој и интеграција. Неговата најголема предност е што има многу висока стапка на пренос, што може да ја направи брзината на пренос на податоци помеѓу јадрата на процесорот 100 пати или повеќе поголема, а енергетската ефикасност е исто така многу висока, така што се смета за нова генерација на полупроводници. технологија.

Историски гледано, силициумската фотоника е развиена на SOI, но SOI обландите се скапи и не мора да се најдобриот материјал за сите различни фотониски функции. Во исто време, како што се зголемуваат стапките на податоци, модулацијата со голема брзина на силиконските материјали станува тесно грло, така што разновидни нови материјали како што се LNO филмови, InP, BTO, полимери и плазма материјали се развиени за да се постигнат повисоки перформанси.

Големиот потенцијал на силиконската фотоника лежи во интегрирањето на повеќе функции во едно пакување и производството на повеќето или сите од нив, како дел од еден чип или куп чипови, користејќи ги истите производствени капацитети што се користат за изградба на напредни микроелектронски уреди (види Слика 3). . Со тоа радикално ќе се намалат трошоците за пренос на податоциоптички влакнаи создаваат можности за различни радикални нови апликации вофотоника, овозможувајќи изградба на високо сложени системи по многу скромни трошоци.

Многу апликации се појавуваат за сложени силиконски фотонски системи, а најчести се комуникациите на податоци. Ова вклучува дигитални комуникации со висок опсег за апликации со краток опсег, сложени шеми за модулација за апликации на долги растојанија и кохерентни комуникации. Покрај комуникацијата со податоци, голем број на нови апликации на оваа технологија се истражуваат и во бизнисот и во академската средина. Овие апликации вклучуваат: нанофотоника (нано оптомеханика) и физика на кондензирана материја, биосензиција, нелинеарна оптика, системи LiDAR, оптички жироскопи, RF интегрираниоптоелектроника, интегрирани радио примопредаватели, кохерентни комуникации, новоизвори на светлина, намалување на ласерскиот шум, сензори за гас, интегрирана фотоника со многу долга бранова должина, обработка на сигнали со голема брзина и микробранова итн. Особено ветувачки области вклучуваат биосензори, сликање, лидар, инерцијално сензори, хибридни фотонско-радио-фреквентни интегрирани кола (RFics) и сигнал обработка.