Tecnoloxía de comunicación de datos fotónicos de silicio

Silicio fotónicotecnoloxía de comunicación de datos
En varias categorías dedispositivos fotónicos, os compoñentes fotónicos de silicio son competitivos cos mellores dispositivos da súa clase, que se comentan a continuación. Quizais o que consideramos a obra máis transformadoracomunicacións ópticasé a creación de plataformas integradas que integran moduladores, detectores, guías de ondas e outros compoñentes nun mesmo chip que se comunican entre si. Nalgúns casos, os transistores tamén se inclúen nestas plataformas, o que permite que o amplificador, a serialización e a retroalimentación se integren no mesmo chip. Debido ao custo do desenvolvemento deste tipo de procesos, este esforzo está dirixido principalmente a aplicacións de comunicación de datos entre pares. E debido ao custo do desenvolvemento dun proceso de fabricación de transistores, o consenso emerxente no campo é que, desde unha perspectiva de rendemento e custo, ten máis sentido para o futuro previsible integrar dispositivos electrónicos facendo tecnoloxía de unión na oblea ou chip. nivel.

Hai un valor obvio en poder fabricar chips que poidan computar mediante dispositivos electrónicos e realizar comunicacións ópticas. A maioría das primeiras aplicacións da fotónica de silicio foron nas comunicacións de datos dixitais. Isto é impulsado por diferenzas físicas fundamentais entre electróns (fermións) e fotóns (bosóns). Os electróns son xeniais para a computación porque os dous non poden estar no mesmo lugar ao mesmo tempo. Isto significa que interactúan fortemente entre si. Polo tanto, é posible usar electróns para construír dispositivos de conmutación non lineal a gran escala: transistores.

Os fotóns teñen propiedades diferentes: moitos fotóns poden estar no mesmo lugar ao mesmo tempo e, en circunstancias moi especiais, non interfiren entre si. É por iso que é posible transmitir billóns de bits de datos por segundo a través dunha única fibra: non se fai creando un fluxo de datos cun ancho de banda de terabit único.

En moitas partes do mundo, a fibra ata o fogar é o paradigma de acceso dominante, aínda que non se demostrou que isto sexa certo nos Estados Unidos, onde compite co DSL e outras tecnoloxías. Coa demanda constante de ancho de banda, a necesidade de impulsar unha transmisión de datos cada vez máis eficiente a través da fibra óptica tamén está crecendo de forma constante. A tendencia xeral do mercado de comunicación de datos é que a medida que diminúe a distancia, o prezo de cada segmento diminúe drasticamente mentres aumenta o volume. Non é sorprendente que os esforzos de comercialización da fotónica de silicio teñan centrado unha cantidade significativa de traballo en aplicacións de gran volume e de curto alcance, dirixidas a centros de datos e computación de alto rendemento. As futuras aplicacións incluirán conectividade placa a placa, conectividade de curto alcance a escala USB e quizais ata a comunicación de núcleo a núcleo da CPU eventualmente, aínda que o que sucederá coas aplicacións de núcleo a núcleo nun chip aínda é bastante especulativo. Aínda que aínda non alcanzou a escala da industria CMOS, a fotónica de silicio comezou a converterse nunha industria importante.