A mesura que el procés del xip es vagi reduint gradualment, diversos efectes causats per la interconnexió esdevenen un factor important que afecta el rendiment del xip. La interconnexió de xips és un dels colls d'ampolla tècnics actuals, i la tecnologia optoelectrònica basada en silici pot resoldre aquest problema. La tecnologia fotònica de silici és unacomunicació òpticatecnologia que utilitza un feix làser en lloc d'un senyal semiconductor electrònic per transmetre dades. És una tecnologia de nova generació basada en silici i materials de substrat basats en silici i utilitza el procés CMOS existent per adispositiu òpticdesenvolupament i integració. El seu major avantatge és que té una velocitat de transmissió molt alta, que pot fer que la velocitat de transmissió de dades entre els nuclis del processador sigui 100 vegades o més ràpida, i l'eficiència energètica també és molt alta, per la qual cosa es considera una nova generació de tecnologia de semiconductors.
Històricament, la fotònica de silici s'ha desenvolupat sobre SOI, però les oblies de SOI són cares i no necessàriament el millor material per a totes les diferents funcions fotòniques. Alhora, a mesura que augmenten les velocitats de dades, la modulació d'alta velocitat en materials de silici s'està convertint en un coll d'ampolla, per la qual cosa s'ha desenvolupat una varietat de nous materials com ara pel·lícules de LNO, InP, BTO, polímers i materials de plasma per aconseguir un rendiment més alt.
El gran potencial de la fotònica de silici rau en la integració de múltiples funcions en un sol paquet i la fabricació de la majoria o de totes elles, com a part d'un sol xip o pila de xips, utilitzant les mateixes instal·lacions de fabricació que s'utilitzen per construir dispositius microelectrònics avançats (vegeu la Figura 3). Fer-ho reduirà radicalment el cost de transmissió de dades a través defibres òptiquesi crear oportunitats per a una varietat d'aplicacions radicalment noves enfotònica, permetent la construcció de sistemes altament complexos a un cost molt modest.
Estan sorgint moltes aplicacions per a sistemes fotònics complexos de silici, sent les més comunes les comunicacions de dades. Això inclou comunicacions digitals d'ample de banda elevat per a aplicacions de curt abast, esquemes de modulació complexos per a aplicacions de llarga distància i comunicacions coherents. A més de la comunicació de dades, s'estan explorant un gran nombre de noves aplicacions d'aquesta tecnologia tant en l'àmbit empresarial com acadèmic. Aquestes aplicacions inclouen: nanofotònica (nanooptomecànica) i física de la matèria condensada, biosensorització, òptica no lineal, sistemes LiDAR, giroscopis òptics, radiofreqüència integrada.optoelectrònica, transceptors de ràdio integrats, comunicacions coherents, nousfonts de llum, reducció de soroll làser, sensors de gas, fotònica integrada de longitud d'ona molt llarga, processament de senyals d'alta velocitat i microones, etc. Entre les àrees particularment prometedores hi ha la biosensorització, la imatgeria, el lidar, la detecció inercial, els circuits integrats híbrids fotònics-radiofreqüència (RFics) i el processament de senyals.
Data de publicació: 02-07-2024