Технология кремниевой фотоники
По мере постепенного сокращения технологического процесса производства микросхем, различные эффекты, вызванные межсоединениями, становятся важным фактором, влияющим на производительность микросхемы. Межсоединения микросхем являются одним из современных технических узких мест, и технология кремниевой оптоэлектроники может решить эту проблему. Кремниевая фотонная технология – это…оптическая связьТехнология, использующая лазерный луч вместо электронного полупроводникового сигнала для передачи данных. Это технология нового поколения, основанная на кремнии и кремниевых подложках, и использующая существующий КМОП-процесс дляоптическое устройствоРазработка и интеграция. Его главное преимущество заключается в очень высокой скорости передачи данных, которая может увеличить скорость передачи данных между ядрами процессора в 100 и более раз, а также в очень высокой энергоэффективности, что позволяет отнести его к новому поколению полупроводниковых технологий.
Исторически кремниевая фотоника разрабатывалась на основе КНИ, но пластины КНИ дороги и не всегда являются лучшим материалом для всех функций фотоники. В то же время, по мере роста скорости передачи данных, высокоскоростная модуляция на кремниевых материалах становится узким местом, поэтому для достижения более высокой производительности был разработан целый ряд новых материалов, таких как пленки LNO, InP, BTO, полимеры и плазменные материалы.
Огромный потенциал кремниевой фотоники заключается в интеграции множества функций в единый корпус и производстве большинства или всех из них в составе одного чипа или стека чипов на тех же производственных мощностях, что и для создания современных микроэлектронных устройств (см. рис. 3). Это позволит радикально снизить стоимость передачи данных.оптические волокнаи создать возможности для множества радикально новых приложений вфотоника, что позволяет строить сложнейшие системы при весьма скромных затратах.
Сложные кремниевые фотонные системы находят всё большее применение, наиболее распространённым из которых является передача данных. Сюда входят широкополосная цифровая связь для ближних приложений, сложные схемы модуляции для дальних приложений и когерентная связь. Помимо передачи данных, исследуется множество новых приложений этой технологии как в бизнесе, так и в академической сфере. К ним относятся: нанофотоника (нанооптомеханика) и физика конденсированных сред, биосенсорика, нелинейная оптика, лидарные системы, оптические гироскопы, интегрированные радиочастотные технологии.оптоэлектроника, интегрированные радиоприёмопередатчики, когерентная связь, новыеисточники света, лазерное шумоподавление, газовые датчики, сверхдлинноволновая интегрированная фотоника, высокоскоростная и микроволновая обработка сигналов и т. д. Особенно перспективными направлениями являются биосенсорика, визуализация, лидар, инерциальные датчики, гибридные фотонно-радиочастотные интегральные схемы (RFics) и обработка сигналов.
Время публикации: 02 июля 2024 г.