Fotónica de siliciotecnología de comunicación de datos
En varias categorías dedispositivos fotónicosLos componentes fotónicos de silicio son competitivos con los mejores dispositivos de su clase, que se analizan a continuación. Quizás lo que consideramos el trabajo más transformador encomunicaciones ópticasSe trata de la creación de plataformas integradas que combinan moduladores, detectores, guías de onda y otros componentes en un mismo chip, los cuales se comunican entre sí. En algunos casos, estas plataformas también incluyen transistores, lo que permite integrar el amplificador, la serialización y la retroalimentación en un mismo chip. Debido al costo de desarrollar estos procesos, este esfuerzo se centra principalmente en aplicaciones de comunicación de datos punto a punto. Asimismo, debido al costo de desarrollar un proceso de fabricación de transistores, el consenso emergente en el sector es que, desde una perspectiva de rendimiento y costo, lo más conveniente en un futuro previsible es integrar dispositivos electrónicos mediante tecnología de unión a nivel de oblea o chip.
Resulta evidente el valor de poder fabricar chips capaces de realizar cálculos mediante dispositivos electrónicos y llevar a cabo comunicaciones ópticas. La mayoría de las primeras aplicaciones de la fotónica de silicio se centraron en las comunicaciones digitales de datos. Esto se debe a las diferencias físicas fundamentales entre electrones (fermiones) y fotones (bosones). Los electrones son ideales para la computación porque no pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo. Esto significa que interactúan fuertemente entre sí. Por lo tanto, es posible utilizar electrones para construir dispositivos de conmutación no lineal a gran escala: transistores.
Los fotones poseen propiedades diferentes: muchos fotones pueden coincidir en el mismo lugar al mismo tiempo, y en circunstancias muy especiales no interfieren entre sí. Por eso es posible transmitir billones de bits de datos por segundo a través de una sola fibra: no se logra creando un flujo de datos con un ancho de banda de un solo terabit.
En muchas partes del mundo, la fibra hasta el hogar es el paradigma de acceso dominante, aunque esto no se ha demostrado en Estados Unidos, donde compite con DSL y otras tecnologías. Con la constante demanda de ancho de banda, la necesidad de impulsar una transmisión de datos cada vez más eficiente a través de fibra óptica también crece de forma constante. La tendencia general en el mercado de la comunicación de datos es que, a medida que disminuye la distancia, el precio de cada segmento se reduce drásticamente mientras que el volumen aumenta. No es de extrañar que los esfuerzos de comercialización de la fotónica de silicio se hayan centrado en gran medida en aplicaciones de alto volumen y corto alcance, dirigidas a centros de datos y computación de alto rendimiento. Las aplicaciones futuras incluirán conectividad de corto alcance a escala USB, de placa a placa, y quizás incluso comunicación de núcleo a núcleo de CPU, aunque lo que sucederá con las aplicaciones de núcleo a núcleo en un chip aún es bastante especulativo. Si bien aún no ha alcanzado la escala de la industria CMOS, la fotónica de silicio ha comenzado a convertirse en una industria importante.
Fecha de publicación: 9 de julio de 2024