Технология кремниевой фотоники
Поскольку процесс изготовления чипа постепенно сокращается, различные эффекты, вызванные межсоединением, становятся важным фактором, влияющим на производительность чипа. Соединение микросхем является одним из нынешних технических узких мест, и технология оптоэлектроники на основе кремния может решить эту проблему. Кремниевая фотонная технология – этооптическая связьтехнология, которая использует лазерный луч вместо электронного полупроводникового сигнала для передачи данных. Это технология нового поколения, основанная на кремнии и материалах подложки на основе кремния и использующая существующий процесс CMOS дляоптическое устройстворазвитие и интеграция. Его самым большим преимуществом является то, что он имеет очень высокую скорость передачи данных, что может увеличить скорость передачи данных между ядрами процессора в 100 и более раз, а также очень высока энергоэффективность, поэтому он считается полупроводниковым устройством нового поколения. технология.
Исторически кремниевая фотоника разрабатывалась на основе КНИ, но пластины КНИ дороги и не обязательно являются лучшим материалом для всех различных функций фотоники. В то же время, по мере увеличения скорости передачи данных, высокоскоростная модуляция кремниевых материалов становится узким местом, поэтому для достижения более высоких характеристик были разработаны различные новые материалы, такие как пленки LNO, InP, BTO, полимеры и плазменные материалы.
Огромный потенциал кремниевой фотоники заключается в интеграции нескольких функций в один корпус и производстве большинства или всех из них как части одного чипа или стопки чипов, используя те же производственные мощности, которые используются для создания современных микроэлектронных устройств (см. Рисунок 3). . Это радикально снизит стоимость передачи данных по сети.оптические волокнаи создать возможности для множества радикально новых приложений вфотоника, что позволяет создавать очень сложные системы при очень скромных затратах.
Появляется множество приложений для сложных кремниевых фотонных систем, наиболее распространенным из которых является передача данных. Сюда входит цифровая связь с высокой пропускной способностью для приложений ближнего действия, сложные схемы модуляции для приложений на большие расстояния и когерентная связь. Помимо передачи данных, большое количество новых применений этой технологии исследуется как в бизнесе, так и в научных кругах. Эти приложения включают: нанофотонику (нанооптомеханику) и физику конденсированного состояния, биосенсорство, нелинейную оптику, системы LiDAR, оптические гироскопы, интегрированные радиочастотные технологии.оптоэлектроника, интегрированные радиопередатчики, когерентная связь, новыеисточники света, лазерное шумоподавление, газовые датчики, сверхдлинноволновая интегральная фотоника, высокоскоростная и микроволновая обработка сигналов и т. д. Особенно многообещающие области включают биосенсорство, визуализацию, лидар, инерционное зондирование, гибридные фотонно-радиочастотные интегральные схемы (RFics) и сигнальные технологии. обработка.
Время публикации: 02 июля 2024 г.