Սիլիկոնային ֆոտոնիկայի տեխնոլոգիա

Սիլիկոնային ֆոտոնիկայի տեխնոլոգիա

Քանի որ չիպի գործընթացը աստիճանաբար կկրճատվի, միջկապակցման հետևանքով առաջացած տարբեր ազդեցությունները դառնում են չիպի աշխատանքի վրա ազդող կարևոր գործոն: Չիպի միջկապակցումը ներկայիս տեխնիկական խոչընդոտներից մեկն է, և սիլիցիումի վրա հիմնված օպտոէլեկտրոնային տեխնոլոգիան կարող է լուծել այս խնդիրը: Սիլիցիումի ֆոտոնային տեխնոլոգիան...օպտիկական կապտեխնոլոգիա, որն օգտագործում է լազերային ճառագայթ՝ էլեկտրոնային կիսահաղորդչային ազդանշանի փոխարեն՝ տվյալներ փոխանցելու համար: Այն նոր սերնդի տեխնոլոգիա է, որը հիմնված է սիլիցիումի և սիլիցիումի վրա հիմնված հիմքային նյութերի վրա և օգտագործում է առկա CMOS գործընթացը՝օպտիկական սարքմշակում և ինտեգրում: Դրա ամենամեծ առավելությունն այն է, որ այն ունի շատ բարձր փոխանցման արագություն, ինչը կարող է տվյալների փոխանցման արագությունը պրոցեսորի միջուկների միջև 100 կամ ավելի անգամ ավելի արագ դարձնել, և էներգաարդյունավետությունը նույնպես շատ բարձր է, ուստի այն համարվում է կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի նոր սերունդ:

Պատմականորեն, սիլիցիումային ֆոտոնիկան մշակվել է SOI-ի վրա, սակայն SOI թիթեղները թանկ են և պարտադիր չէ, որ լինեն լավագույն նյութը բոլոր տարբեր ֆոտոնիկական գործառույթների համար: Միևնույն ժամանակ, տվյալների փոխանցման արագության աճի հետ մեկտեղ, սիլիցիումային նյութերի վրա բարձր արագության մոդուլյացիան դառնում է խոչընդոտ, ուստի ավելի բարձր արդյունավետության հասնելու համար մշակվել են մի շարք նոր նյութեր, ինչպիսիք են LNO թաղանթները, InP-ն, BTO-ն, պոլիմերները և պլազմային նյութերը:

Սիլիկոնային ֆոտոնիկայի մեծ ներուժը կայանում է բազմաթիվ գործառույթները մեկ փաթեթի մեջ ինտեգրելու և դրանց մեծ մասը կամ բոլորը որպես մեկ չիպի կամ չիպերի կույտի մաս արտադրելու մեջ՝ օգտագործելով նույն արտադրական հարմարությունները, որոնք օգտագործվում են առաջադեմ միկրոէլեկտրոնային սարքեր կառուցելու համար (տե՛ս նկար 3): Դա անելով՝ կնվազեցնի տվյալների փոխանցման արժեքը:օպտիկական մանրաթելերև ստեղծել հնարավորություններ բազմազան նոր արմատական ​​կիրառությունների համարֆոտոնիկա, ինչը թույլ է տալիս կառուցել բարդ համակարգեր շատ համեստ գնով։

Բարդ սիլիցիումային ֆոտոնային համակարգերի համար ի հայտ են գալիս բազմաթիվ կիրառություններ, որոնցից ամենատարածվածը տվյալների հաղորդակցությունն է: Սա ներառում է բարձր թողունակությամբ թվային հաղորդակցություն կարճ հեռավորության կիրառությունների համար, բարդ մոդուլյացիայի սխեմաներ երկար հեռավորության կիրառությունների համար և կոհերենտ հաղորդակցություն: Տվյալների հաղորդակցությունից բացի, այս տեխնոլոգիայի մեծ թվով նոր կիրառություններ են ուսումնասիրվում ինչպես բիզնեսում, այնպես էլ ակադեմիական աշխարհում: Այս կիրառությունները ներառում են՝ նանոֆոտոնիկա (նանոօպտոմեխանիկա) և խտացված նյութի ֆիզիկա, կենսազգայունություն, ոչ գծային օպտիկա, LiDAR համակարգեր, օպտիկական գիրոսկոպներ, RF ինտեգրվածօպտոէլեկտրոնիկա, ինտեգրված ռադիոընդունիչներ, կոհերենտ կապ, նորլույսի աղբյուրներ, լազերային աղմուկի նվազեցում, գազային սենսորներ, շատ երկար ալիքի երկարության ինտեգրված ֆոտոնիկա, բարձր արագության և միկրոալիքային ազդանշանների մշակում և այլն: Հատկապես խոստումնալից ոլորտներից են կենսազգայունությունը, պատկերումը, լիդարը, իներցիոն զգայունությունը, հիբրիդային ֆոտոնային-ռադիոհաճախականության ինտեգրված սխեմաները (RFics) և ազդանշանների մշակումը: