Tecnología de fotónica de silicio
A medida que el proceso del chip se encoge gradualmente, varios efectos causados por la interconexión se convierten en un factor importante que afecta el rendimiento del chip. La interconexión de chips es uno de los cuellos de botella técnicos actuales, y la tecnología optoelectrónica basada en silicio puede resolver este problema. Silicon Photonic Technology es uncomunicación ópticaTecnología que utiliza un haz láser en lugar de una señal de semiconductores electrónicos para transmitir datos. Es una tecnología de nueva generación basada en materiales de sustrato basados en silicio y silicio y utiliza el proceso CMOS existente paradispositivo ópticodesarrollo e integración. Su mayor ventaja es que tiene una tasa de transmisión muy alta, lo que puede hacer que la velocidad de transmisión de datos entre los núcleos del procesador 100 veces o más más rápida, y la eficiencia energética también es muy alta, por lo que se considera una nueva generación de tecnología de semiconductores.
Históricamente, la fotónica de silicio se ha desarrollado en SOI, pero las obleas de SOI son caras y no necesariamente el mejor material para todas las diferentes funciones fotónicas. Al mismo tiempo, a medida que aumentan las velocidades de datos, la modulación de alta velocidad en materiales de silicio se está convirtiendo en un cuello de botella, por lo que se han desarrollado una variedad de materiales nuevos como películas de LNO, INP, BTO, polímeros y materiales de plasma para lograr un mayor rendimiento.
El gran potencial de la fotónica de silicio radica en integrar múltiples funciones en un solo paquete y fabricar la mayoría o todos ellos, como parte de un solo chip o pila de chips, utilizando las mismas instalaciones de fabricación utilizadas para construir dispositivos microelectrónicos avanzados (ver Figura 3). Hacerlo reducirá radicalmente el costo de transmitir datos sobrefibras ópticasy crear oportunidades para una variedad de nuevas aplicaciones radicales enfotónica, permitiendo la construcción de sistemas altamente complejos a un costo muy modesto.
Muchas aplicaciones están surgiendo para sistemas fotónicos de silicio complejos, la más común es las comunicaciones de datos. Esto incluye comunicaciones digitales de alto ancho para aplicaciones de corto alcance, esquemas de modulación complejos para aplicaciones de larga distancia y comunicaciones coherentes. Además de la comunicación de datos, se está explorando una gran cantidad de nuevas aplicaciones de esta tecnología tanto en el negocio como en la academia. Estas aplicaciones incluyen: nanofotónica (nano opto-mecánica) y física de materia condensada, biosensación, óptica no lineal, sistemas LiDAR, giroscopios ópticos, RF integradooptoelectrónica, transceptores de radio integrados, comunicaciones coherentes, nuevasfuentes de luz, Reducción de ruido láser, sensores de gas, fotónicos integrados de longitud de onda muy larga, procesamiento de señal de alta velocidad y microondas, etc. Las áreas particularmente prometedoras incluyen biosensores, imágenes, LIDAR, detección inercial, circuitos integrados de frecuencia de radio fotónicos híbridos (RFIC) y procesamiento de señales.
Tiempo de publicación: Jul-02-2024