Սիլիկոնային ֆոտոնիկայի տեխնոլոգիա

Սիլիկոնային ֆոտոնիկայի տեխնոլոգիա

Քանի որ չիպի գործընթացը աստիճանաբար կփոքրանա, փոխկապակցման հետևանքով առաջացած տարբեր էֆեկտները դառնում են չիպի աշխատանքի վրա ազդող կարևոր գործոն: Չիպերի փոխկապակցումը ներկայիս տեխնիկական խոչընդոտներից մեկն է, և սիլիցիումի վրա հիմնված օպտոէլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիան կարող է լուծել այս խնդիրը: Սիլիկոնային ֆոտոնային տեխնոլոգիան անօպտիկական հաղորդակցությունտեխնոլոգիա, որն օգտագործում է լազերային ճառագայթ՝ էլեկտրոնային կիսահաղորդչային ազդանշանի փոխարեն տվյալների փոխանցման համար: Սա նոր սերնդի տեխնոլոգիա է, որը հիմնված է սիլիցիումի և սիլիցիումի վրա հիմնված ենթաշերտի նյութերի վրա և օգտագործում է առկա CMOS գործընթացըօպտիկական սարքզարգացում և ինտեգրում։ Նրա ամենամեծ առավելությունն այն է, որ այն ունի փոխանցման շատ բարձր արագություն, որը կարող է պրոցեսորի միջուկների միջև տվյալների փոխանցման արագությունը 100 անգամ կամ ավելի արագ դարձնել, իսկ էներգիայի արդյունավետությունը նույնպես շատ բարձր է, ուստի այն համարվում է կիսահաղորդիչների նոր սերունդ: տեխնոլոգիա.

Պատմականորեն, սիլիցիումի ֆոտոնիկա մշակվել է SOI-ի վրա, բայց SOI վաֆլիները թանկ են և պարտադիր չէ, որ լավագույն նյութը բոլոր տարբեր ֆոտոնիկայի գործառույթների համար: Միևնույն ժամանակ, երբ տվյալների արագությունը մեծանում է, սիլիկոնային նյութերի վրա բարձր արագության մոդուլյացիան դառնում է խոչընդոտ, ուստի մի շարք նոր նյութեր, ինչպիսիք են LNO ֆիլմերը, InP, BTO, պոլիմերները և պլազմային նյութերը, մշակվել են ավելի բարձր արդյունավետության հասնելու համար:

Սիլիկոնային ֆոտոնիկայի մեծ ներուժը կայանում է նրանում, որ մի քանի ֆունկցիաներ ինտեգրվեն մեկ փաթեթի մեջ և արտադրվեն դրանց մեծ մասը կամ բոլորը, որպես մեկ չիպի կամ չիպերի կույտի մաս, օգտագործելով նույն արտադրական սարքավորումները, որոնք օգտագործվում են առաջադեմ միկրոէլեկտրոնային սարքերի կառուցման համար (տես Նկար 3): . Դա թույլ կտա արմատապես նվազեցնել տվյալների փոխանցման ծախսերըօպտիկական մանրաթելերև ստեղծել հնարավորություններ տարբեր արմատական ​​նոր հավելվածների համարֆոտոնիկա, որը թույլ է տալիս կառուցել խիստ բարդ համակարգեր շատ համեստ գնով:

Բազմաթիվ ծրագրեր են առաջանում բարդ սիլիցիումային ֆոտոնային համակարգերի համար, որոնցից ամենատարածվածը տվյալների հաղորդակցությունն է: Սա ներառում է բարձր թողունակությամբ թվային հաղորդակցություն կարճ հեռահարության ծրագրերի համար, բարդ մոդուլյացիայի սխեմաներ երկար հեռավորությունների համար նախատեսված ծրագրերի համար և համահունչ հաղորդակցություններ: Տվյալների հաղորդակցությունից բացի, այս տեխնոլոգիայի մեծ թվով նոր կիրառություններ են ուսումնասիրվում ինչպես բիզնեսում, այնպես էլ ակադեմիական շրջանակներում: Այս կիրառությունները ներառում են՝ նանոֆոտոնիկա (նանո օպտոմեխանիկա) և խտացված նյութերի ֆիզիկա, կենսազգայունություն, ոչ գծային օպտիկա, LiDAR համակարգեր, օպտիկական գիրոսկոպներ, ՌԴ ինտեգրվածօպտոէլեկտրոնիկա, ինտեգրված ռադիոընդունիչներ, համահունչ կապ, նորլույսի աղբյուրներ, լազերային աղմուկի նվազեցում, գազի սենսորներ, շատ երկար ալիքի ինտեգրված ֆոտոնիկա, բարձր արագությամբ և միկրոալիքային ազդանշանների մշակում և այլն: Հատկապես խոստումնալից ոլորտներն են՝ կենսազգայունությունը, պատկերագրումը, լիդարը, իներցիալ ընկալումը, հիբրիդային ֆոտոնիկ-ռադիոհաճախականության ինտեգրալ սխեմաները (RFics) և ազդանշանը։ վերամշակում։