Tecnología de comunicación de datos fotónicos de silicio

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 ópticasEs la creación de plataformas integradas que integran moduladores, detectores, guías de onda y otros componentes en un mismo chip que se comunican entre sí. En algunos casos, también se incluyen transistores en estas plataformas, lo que permite integrar el amplificador, la serialización y la retroalimentación en un mismo chip. Debido al coste de desarrollo de estos procesos, este esfuerzo se centra principalmente en aplicaciones de comunicación de datos entre pares (P2P). Y debido al coste de desarrollo de un proceso de fabricación de transistores, el consenso emergente en el campo es que, desde una perspectiva de rendimiento y coste, lo más sensato en el futuro previsible es integrar dispositivos electrónicos mediante tecnología de enlace a nivel de oblea o chip.

Existe un valor evidente en la capacidad de crear chips que puedan realizar cálculos mediante dispositivos electrónicos y establecer comunicación óptica. La mayoría de las primeras aplicaciones de la fotónica de silicio se centraron en la comunicación digital de datos. Esto se debe a las diferencias físicas fundamentales entre los electrones (fermiones) y los fotones (bosones). Los electrones son excelentes 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 utilizarlos para construir dispositivos de conmutación no lineal a gran escala: transistores.

Los fotones tienen propiedades diferentes: muchos fotones pueden estar 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 solo terabit de ancho de banda.

En muchas partes del mundo, la fibra óptica 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 disminuye drásticamente, mientras que el volumen aumenta. No es sorprendente que los esfuerzos de comercialización de la fotónica de silicio hayan centrado gran parte del trabajo en aplicaciones de alto volumen y corto alcance, dirigidas a centros de datos y computación de alto rendimiento. Las futuras aplicaciones incluirán conectividad de placa a placa, conectividad de corto alcance a escala USB y, eventualmente, incluso comunicación de núcleo a núcleo de CPU, aunque el futuro de las aplicaciones de núcleo a núcleo en un chip aún es bastante especulativo. Aunque aún no ha alcanzado la escala de la industria CMOS, la fotónica de silicio ha comenzado a convertirse en una industria importante.