Tecnología de comunicación de datos fotónicos de silicio

Silicio fotónicoTecnología de comunicación de datos
En varias categorías dedispositivos fotónicosLos componentes fotónicos de silicio son competitivos con los mejores dispositivos en su clase, que se analizan a continuación. Quizás lo que consideramos el trabajo más transformador encomunicaciones ópticases la creación de plataformas integradas que integran moduladores, detectores, guías de onda y otros componentes en el mismo chip que se comunican entre sí. En algunos casos, los transistores también se incluyen en estas plataformas, lo que permite que el amplificador, la serialización y la retroalimentación se integren en el mismo chip. Debido al costo de desarrollar tales procesos, este esfuerzo está dirigido principalmente a aplicaciones para la comunicación de datos entre pares. Y debido al costo de desarrollar un proceso de fabricación de transistores, el consenso emergente en el campo es que, desde una perspectiva de rendimiento y costo, tiene más sentido para el futuro previsible para integrar dispositivos electrónicos haciendo tecnología de unión a nivel de oblea o chip.

Existe un valor obvio en poder hacer chips que puedan calcular el uso de dispositivos electrónicos y llevar a cabo una comunicación óptica. La mayoría de las primeras aplicaciones de Silicon Photonics fueron en comunicaciones de datos digitales. Esto está impulsado por diferencias físicas fundamentales entre electrones (fermiones) y fotones (bosones). Los electrones son excelentes para calcular porque los dos no pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo. Esto significa que interactúan fuertemente entre sí. Por lo tanto, es posible usar electrones para construir dispositivos de conmutación no lineales a gran escala: transistores.

Los fotones tienen diferentes propiedades: muchos fotones pueden estar en el mismo lugar al mismo tiempo, y en circunstancias muy especiales no interfieren entre sí. Es por eso que es posible transmitir billones de bits de datos por segundo a través de una sola fibra: no se realiza creando un flujo de datos con un solo ancho de banda de terabit.

En muchas partes del mundo, la fibra al hogar es el paradigma de acceso dominante, aunque no se ha demostrado que esto sea cierto en los 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 la fibra óptica también está creciendo constantemente. La tendencia amplia en el mercado de comunicación de datos es que a medida que disminuye la distancia, el precio de cada segmento disminuye drásticamente mientras que el volumen aumenta. No es sorprendente que los esfuerzos de comercialización de la fotónica de silicona hayan centrado una cantidad significativa de trabajo en aplicaciones de alto volumen y de corto alcance, centros de datos dirigidos y computación de alto rendimiento. Las aplicaciones futuras incluirán conectividad de corto alcance de la tabla a bordo, la comunicación de núcleo a núcleo de la CPU, aunque lo que sucederá con las aplicaciones de núcleo a núcleo en un chip todavía es bastante especulativo. Aunque aún no ha alcanzado la escala de la industria del CMOS, Silicon Photonics ha comenzado a convertirse en una industria significativa.