Καθώς η διαδικασία του τσιπ θα συρρικνώνεται σταδιακά, διάφορες επιδράσεις που προκαλούνται από τη διασύνδεση καθίστανται ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση του τσιπ. Η διασύνδεση των τσιπ είναι ένα από τα τρέχοντα τεχνικά σημεία συμφόρησης και η τεχνολογία οπτοηλεκτρονικής με βάση το πυρίτιο μπορεί να λύσει αυτό το πρόβλημα. Η τεχνολογία φωτονικής πυριτίου είναι ένα...οπτική επικοινωνίατεχνολογία που χρησιμοποιεί δέσμη λέιζερ αντί για ηλεκτρονικό ημιαγωγό σήμα 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, ο οποίος μπορεί να κάνει την ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων μεταξύ των πυρήνων του επεξεργαστή 100 φορές ή και περισσότερο ταχύτερη, και η ενεργειακή απόδοση είναι επίσης πολύ υψηλή, επομένως θεωρείται μια νέα γενιά τεχνολογίας ημιαγωγών.
Ιστορικά, η φωτονική πυριτίου έχει αναπτυχθεί σε SOI, αλλά οι πλακέτες SOI είναι ακριβές και όχι απαραίτητα το καλύτερο υλικό για όλες τις διαφορετικές φωτονικές λειτουργίες. Ταυτόχρονα, καθώς αυξάνονται οι ρυθμοί δεδομένων, η διαμόρφωση υψηλής ταχύτητας σε υλικά πυριτίου γίνεται σημείο συμφόρησης, επομένως μια ποικιλία νέων υλικών όπως μεμβράνες 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 ένα ενιαίο πακέτο και στην κατασκευή των περισσότερων ή όλων αυτών, ως μέρος ενός ενιαίου τσιπ ή μιας στοίβας τσιπ, χρησιμοποιώντας τις ίδιες εγκαταστάσεις παραγωγής που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή προηγμένων μικροηλεκτρονικών συσκευών (βλ. Σχήμα 3). Με αυτόν τον τρόπο θα μειωθεί ριζικά το κόστος μετάδοσης δεδομένων μέσω...οπτικές ίνεςκαι να δημιουργήσουν ευκαιρίες για μια ποικιλία ριζοσπαστικών νέων εφαρμογώνφωτονική, επιτρέποντας την κατασκευή εξαιρετικά πολύπλοκων συστημάτων με πολύ μέτριο κόστος.
Πολλές εφαρμογές αναδύονται για σύνθετα φωτονικά συστήματα πυριτίου, με πιο συνηθισμένες τις επικοινωνίες 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, βιοαισθητήρα, μη γραμμική οπτική, συστήματα LiDAR, οπτικά γυροσκόπια, ολοκληρωμένα RFοπτοηλεκτρονική, ενσωματωμένοι πομποδέκτες ραδιοφώνου, συνεκτικές επικοινωνίες, νέεςπηγές φωτός, μείωση θορύβου λέιζερ, αισθητήρες αερίου, ολοκληρωμένη φωτονική πολύ μεγάλου μήκους κύματος, επεξεργασία σήματος υψηλής ταχύτητας και μικροκυμάτων, κ.λπ. Ιδιαίτερα πολλά υποσχόμενοι τομείς περιλαμβάνουν τη βιοαισθητήρα, την απεικόνιση, το lidar, την αδρανειακή ανίχνευση, τα υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα φωτονικής-ραδιοσυχνότητας (RFics) και την επεξεργασία σήματος.
Ώρα δημοσίευσης: 02 Ιουλίου 2024