кремниевая фотоникатехнология передачи данных
В нескольких категорияхфотонные устройстваКремниевые фотонные компоненты конкурентоспособны по сравнению с лучшими в своем классе устройствами, которые обсуждаются ниже. Возможно, это работа, которую мы считаем наиболее революционной в данной области.оптическая связьРечь идёт о создании интегрированных платформ, объединяющих модуляторы, детекторы, волноводы и другие компоненты на одном чипе, которые взаимодействуют друг с другом. В некоторых случаях в эти платформы также включаются транзисторы, что позволяет интегрировать усилитель, сериализацию и обратную связь на одном чипе. Из-за высокой стоимости разработки таких процессов, эта работа в первую очередь направлена на приложения для одноранговой передачи данных. А из-за стоимости разработки процесса производства транзисторов, в этой области формируется консенсус, что с точки зрения производительности и стоимости в обозримом будущем наиболее целесообразно интегрировать электронные устройства с помощью технологии склеивания на уровне пластины или чипа.
Очевидна ценность возможности создания микросхем, способных выполнять вычисления с использованием электронных устройств и осуществлять оптическую связь. Большинство ранних применений кремниевой фотоники было связано с цифровой передачей данных. Это обусловлено фундаментальными физическими различиями между электронами (фермионами) и фотонами (бозонами). Электроны отлично подходят для вычислений, поскольку они не могут находиться в одном и том же месте одновременно. Это означает, что они сильно взаимодействуют друг с другом. Поэтому стало возможным использовать электроны для создания крупномасштабных нелинейных переключающих устройств — транзисторов.
Фотоны обладают различными свойствами: множество фотонов могут находиться в одном и том же месте одновременно, и при очень особых обстоятельствах они не интерферируют друг с другом. Именно поэтому по одному оптоволокну можно передавать триллионы бит данных в секунду: это не достигается путем создания потока данных с пропускной способностью в один терабит.
Во многих частях мира оптоволокно до дома является доминирующей парадигмой доступа, хотя в Соединенных Штатах это не подтверждено, поскольку там оно конкурирует с DSL и другими технологиями. В связи с постоянным спросом на пропускную способность, неуклонно растет и потребность в повышении эффективности передачи данных по оптоволокну. Общая тенденция на рынке передачи данных заключается в том, что с уменьшением расстояния цена каждого сегмента резко снижается, а объемы увеличиваются. Неудивительно, что усилия по коммерциализации кремниевой фотоники сосредоточены на крупномасштабных приложениях ближнего действия, ориентированных на центры обработки данных и высокопроизводительные вычисления. В будущем планируется внедрение межплатных соединений, межпроцессных соединений ближнего действия масштаба USB и, возможно, даже межпроцессной связи между ядрами процессора, хотя будущее межпроцессных приложений на чипе пока остается довольно спекулятивным. Хотя кремниевая фотоника еще не достигла масштабов индустрии CMOS, она уже начала становиться значимой отраслью.
Дата публикации: 09.07.2024