Tecnoloxía de comunicación de datos fotónicos de silicio

fotónica de siliciotecnoloxía de comunicación de datos
En varias categorías dedispositivos fotónicos, os compoñentes fotónicos de silicio son competitivos cos mellores dispositivos da súa clase, que se analizan a continuación. Quizais o que consideramos o traballo máis transformador encomunicacións ópticasé a creación de plataformas integradas que integran moduladores, detectores, guías de onda e outros compoñentes no 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 de desenvolver tales procesos, este esforzo está dirixido principalmente a aplicacións para a comunicación de datos entre pares. E debido ao custo de desenvolver un proceso de fabricación de transistores, o consenso emerxente no campo é que, desde unha perspectiva de rendemento e custo, ten máis sentido no futuro previsible integrar dispositivos electrónicos mediante tecnoloxía de unión a nivel de oblea ou chip.

Existe un valor obvio en poder fabricar chips que poidan calcular usando dispositivos electrónicos e levar a cabo comunicacións ópticas. A maioría das primeiras aplicacións da fotónica de silicio foron nas comunicacións de datos dixitais. Isto débese ás diferenzas físicas fundamentais entre os electróns (fermións) e os fotóns (bosóns). Os electróns son excelentes 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 lineais a grande 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. Por iso é posible transmitir billóns de bits de datos por segundo a través dunha soa fibra: non se fai creando un fluxo de datos cun ancho de banda dun só terabit.

En moitas partes do mundo, a fibra óptica ata o fogar é o paradigma de acceso dominante, aínda que non se demostrou que sexa certo nos Estados Unidos, onde compite coa 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 a medrar de forma constante. A tendencia xeral no mercado da comunicación de datos é que, a medida que a distancia diminúe, o prezo de cada segmento diminúe drasticamente mentres que o volume aumenta. Non é de estrañar que os esforzos de comercialización da fotónica de silicio centrasen unha cantidade significativa de traballo en aplicacións de alto volume e curto alcance, dirixidas a centros de datos e computación de alto rendemento. As aplicacións futuras incluirán conectividade de curto alcance de placa a placa, a escala USB e quizais incluso a comunicación de núcleo a núcleo da CPU eventualmente, aínda que o que ocorrerá 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 significativa.