Τεχνολογία φωτονικής πυριτίου

Τεχνολογία φωτονικής πυριτίου

Καθώς η διαδικασία του τσιπ θα συρρικνωθεί σταδιακά, διάφορα αποτελέσματα που προκαλούνται από τη διασύνδεση γίνονται ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση του τσιπ. Η διασύνδεση τσιπ είναι ένα από τα τρέχοντα τεχνικά σημεία συμφόρησης και η τεχνολογία οπτοηλεκτρονικής με βάση το πυρίτιο μπορεί να λύσει αυτό το πρόβλημα. Η φωτονική τεχνολογία πυριτίου είναι μιαοπτική επικοινωνίατεχνολογία που χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ αντί για ένα ηλεκτρονικό σήμα ημιαγωγών για τη μετάδοση δεδομένων. Είναι μια τεχνολογία νέας γενιάς που βασίζεται σε πυρίτιο και υλικά υποστρώματος με βάση το πυρίτιο και χρησιμοποιεί την υπάρχουσα διαδικασία CMOS γιαοπτική συσκευήανάπτυξη και ενσωμάτωση. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του είναι ότι έχει πολύ υψηλό ρυθμό μετάδοσης, που μπορεί να κάνει την ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων μεταξύ των πυρήνων του επεξεργαστή 100 φορές ή μεγαλύτερη, και η απόδοση ισχύος είναι επίσης πολύ υψηλή, επομένως θεωρείται μια νέα γενιά ημιαγωγών τεχνολογία.

Ιστορικά, η φωτονική πυριτίου έχει αναπτυχθεί σε SOI, αλλά οι γκοφρέτες SOI είναι ακριβές και δεν είναι απαραίτητα το καλύτερο υλικό για όλες τις διαφορετικές φωτονικές λειτουργίες. Ταυτόχρονα, καθώς αυξάνονται οι ρυθμοί δεδομένων, η διαμόρφωση υψηλής ταχύτητας σε υλικά πυριτίου γίνεται εμπόδιο, έτσι μια ποικιλία νέων υλικών όπως ταινίες LNO, InP, BTO, πολυμερή και υλικά πλάσματος έχουν αναπτυχθεί για την επίτευξη υψηλότερης απόδοσης.

Το μεγάλο δυναμικό της φωτονικής πυριτίου έγκειται στην ενσωμάτωση πολλαπλών λειτουργιών σε μια ενιαία συσκευασία και στην κατασκευή των περισσότερων ή όλων αυτών, ως μέρος ενός ενιαίου τσιπ ή στοίβας τσιπ, χρησιμοποιώντας τις ίδιες εγκαταστάσεις παραγωγής που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή προηγμένων μικροηλεκτρονικών συσκευών (βλ. Εικόνα 3). . Κάτι τέτοιο θα μειώσει ριζικά το κόστος μετάδοσης δεδομένωνοπτικών ινώνκαι να δημιουργήσετε ευκαιρίες για μια ποικιλία ριζικών νέων εφαρμογών στοφωτονική, επιτρέποντας την κατασκευή εξαιρετικά πολύπλοκων συστημάτων με πολύ μικρό κόστος.

Πολλές εφαρμογές εμφανίζονται για πολύπλοκα φωτονικά συστήματα πυριτίου, με πιο συνηθισμένη την επικοινωνία δεδομένων. Αυτό περιλαμβάνει ψηφιακές επικοινωνίες υψηλού εύρους ζώνης για εφαρμογές μικρής εμβέλειας, σύνθετα σχήματα διαμόρφωσης για εφαρμογές μεγάλων αποστάσεων και συνεκτικές επικοινωνίες. Εκτός από την επικοινωνία δεδομένων, ένας μεγάλος αριθμός νέων εφαρμογών αυτής της τεχνολογίας διερευνάται τόσο στις επιχειρήσεις όσο και στον ακαδημαϊκό χώρο. Αυτές οι εφαρμογές περιλαμβάνουν: Νανοφωτονική (νανοοπτομηχανική) και φυσική συμπυκνωμένης ύλης, βιοαισθητήριο, μη γραμμική οπτική, συστήματα LiDAR, οπτικά γυροσκόπια, ενσωματωμένα ραδιοσυχνότητεςοπτοηλεκτρονική, ενσωματωμένοι πομποδέκτες ραδιοφώνου, συνεκτικές επικοινωνίες, καινούργιοπηγές φωτός, μείωση θορύβου λέιζερ, αισθητήρες αερίων, ολοκληρωμένη φωτονική πολύ μεγάλου μήκους κύματος, επεξεργασία σημάτων υψηλής ταχύτητας και μικροκυμάτων, κ.λπ. Ιδιαίτερα πολλά υποσχόμενοι τομείς περιλαμβάνουν βιοαισθητήρες, απεικόνιση, lidar, αδρανειακή ανίχνευση, υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα φωτονικής ραδιοσυχνότητας (RFics) και σήμα επεξεργασία.


Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-02-2024