Silīcija fotonikas tehnoloģija

Silīcija fotonikas tehnoloģija

Tā kā mikroshēmas process pakāpeniski sarūk, dažādi starpsavienojuma radītie efekti kļūst par svarīgu faktoru, kas ietekmē mikroshēmas veiktspēju. Chip starpsavienojums ir viens no pašreizējiem tehniskajiem sašaurinājumiem, un silīcija balstīta optoelektronikas tehnoloģija var atrisināt šo problēmu. Silīcija fotoniskā tehnoloģija irOptiskā komunikācijaTehnoloģija, kas elektroniskā pusvadītāja signāla vietā izmanto lāzera staru, lai pārsūtītu datus. Tā ir jaunas paaudzes tehnoloģija, kuras pamatā ir silīcija un silīcija bāzes substrāta materiāli un izmanto esošo CMOS procesuoptiskā ierīceattīstība un integrācija. Tā lielākā priekšrocība ir tā, ka tai ir ļoti augsts pārraides ātrums, kas var padarīt datu pārraides ātrumu starp procesora serdeņiem 100 reizes vai ātrāk, un arī enerģijas efektivitāte ir ļoti augsta, tāpēc to uzskata par jaunu pusvadītāju tehnoloģijas paaudzi.

Vēsturiski SOI ir izstrādāta silīcija fotonika, bet SOI vafeles ir dārgas un ne vienmēr ir labākais materiāls visām dažādajām fotonikas funkcijām. Tajā pašā laikā, palielinoties datu pārraides ātrumam, ātrgaitas modulācija uz silīcija materiāliem kļūst par sašaurinājumu, tāpēc, lai sasniegtu augstāku sniegumu, ir izstrādāti dažādi jauni materiāli, piemēram, LNO plēves, INP, BTO, polimēri un plazmas materiāli.

Lielais silīcija fotonikas potenciāls ir vairāku funkciju integrēšana vienā paketē un ražošanā visvairāk vai visas no tām kā daļa no vienas mikroshēmas vai mikroshēmu kaudzes, izmantojot tās pašas ražošanas iekārtas, ko izmanto, lai izveidotu uzlabotas mikroelektroniskās ierīces (sk. 3. attēlu). To darot, radikāli samazinās datu pārsūtīšanas izmaksasoptiskās šķiedrasun radīt iespējas dažādiem radikāliem jauniem lietojumiemfotonika, ļaujot izveidot ļoti sarežģītas sistēmas par ļoti pieticīgām izmaksām.

Daudzas lietojumprogrammas parādās sarežģītām silīcija fotoniskām sistēmām, visbiežāk ir datu komunikācija. Tas ietver augsta joslas platuma digitālo sakarus maza darbības rādiusa lietojumprogrammām, sarežģītām modulācijas shēmām tālsatiksmes lietojumprogrammām un saskaņotu komunikāciju. Papildus datu komunikācijai gan uzņēmējdarbībā, gan akadēmiskajā vidē tiek izpētīts liels skaits šo tehnoloģiju jaunu lietojumprogrammu. Šīs lietojumprogrammas ietver: nanofotoniku (nano opto-mehāniku) un kondensētās vielas fiziku, biosensēšanu, nelineāru optiku, lidaru sistēmas, optiskos giroskopus, RF integrētusoptoelektronika, integrētie radio raiduztvērēji, saskaņoti sakari, jaunsgaismas avoti, lāzera trokšņa samazināšana, gāzes sensori, ļoti gara viļņu garuma integrēta fotonika, ātrgaitas un mikroviļņu signālu apstrāde utt. Īpaši daudzsološi apgabali ietver biosensēšanu, attēlveidošanu, LiDAR, inerciālo sensoru, hibrīda fotoniskos radio frekvences integrētās shēmas (RFIC) un signālu apstrādi.