A mesura que el procés del xip es reduirà 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 raig làser en comptes d'un senyal electrònic semiconductor per transmetre dades. Es tracta d'una tecnologia de nova generació basada en materials de substrat basats en silici i silici i utilitza el procés CMOS existentdispositiu òpticdesenvolupament i integració. El seu major avantatge és que té una velocitat de transmissió molt alta, que pot augmentar la velocitat de transmissió de dades entre els nuclis del processador 100 vegades o més, i l'eficiència energètica també és molt alta, per la qual cosa es considera una nova generació de semiconductors. tecnologia.
Històricament, la fotònica de silici s'ha desenvolupat amb SOI, però les hòsties SOI són cares i no necessàriament el millor material per a totes les diferents funcions fotòniques. Al mateix temps, a mesura que augmenten les taxes de dades, la modulació d'alta velocitat en materials de silici s'està convertint en un coll d'ampolla, de manera que s'han desenvolupat una varietat de nous materials com ara pel·lícules LNO, InP, BTO, polímers i materials de plasma per aconseguir un major rendiment.
El gran potencial de la fotònica de silici rau a integrar múltiples funcions en un sol paquet i fabricar-ne la majoria o totes, 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 la transmissió de dadesfibres òptiquesi crear oportunitats per a una varietat d'aplicacions radicals novesfotònica, permetent la construcció de sistemes molt complexos a un cost molt modest.
Moltes aplicacions estan sorgint per a sistemes fotònics de silici complexos, les més habituals són 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 (nano opto-mecànica) i física de la matèria condensada, biodetecció, òptica no lineal, sistemes LiDAR, giroscopis òptics, RF integratoptoelectrònica, transceptors de ràdio integrats, comunicacions coherents, noufonts 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. Les àrees especialment prometedores inclouen biodetecció, imatges, lidar, detecció inercial, circuits integrats híbrids de radiofreqüència fotònica (RFics) i senyal. processament.
Hora de publicació: Jul-02-2024