Technológia kremíkovej fotonickej dátovej komunikácie

Kremíkový fotonickýdátová komunikačná technológia
Vo viacerých kategóriáchfotonické zariadenia, kremíkové fotonické komponenty sú konkurencieschopné s najlepšími zariadeniami vo svojej triede, ktoré sú popísané nižšie. Možno to, čo považujeme za najtransformatívnejšie dielo voptické komunikácieje vytvorenie integrovaných platforiem, ktoré integrujú modulátory, detektory, vlnovody a ďalšie komponenty na tom istom čipe, ktoré spolu komunikujú. V niektorých prípadoch sú v týchto platformách zahrnuté aj tranzistory, čo umožňuje integráciu zosilňovača, serializácie a spätnej väzby na rovnaký čip. Vzhľadom na náklady na vývoj takýchto procesov je toto úsilie primárne zamerané na aplikácie pre peer-to-peer dátovú komunikáciu. A kvôli nákladom na vývoj výrobného procesu tranzistorov vzniká v tejto oblasti konsenzus, že z hľadiska výkonu a nákladov má v dohľadnej budúcnosti najväčší zmysel integrovať elektronické zariadenia pomocou technológie spájania na doštičke alebo čipe. úrovni.

Schopnosť vyrábať čipy, ktoré dokážu počítať pomocou elektronických zariadení a vykonávať optickú komunikáciu, má zjavnú hodnotu. Väčšina prvých aplikácií kremíkovej fotoniky bola v digitálnej dátovej komunikácii. Je to spôsobené základnými fyzikálnymi rozdielmi medzi elektrónmi (fermiónmi) a fotónmi (bozónmi). Elektróny sú skvelé na prácu s počítačmi, pretože nemôžu byť v rovnakom čase na rovnakom mieste. To znamená, že medzi sebou silne interagujú. Preto je možné použiť elektróny na stavbu rozsiahlych nelineárnych spínacích zariadení – tranzistorov.

Fotóny majú rôzne vlastnosti: veľa fotónov môže byť v rovnakom čase na rovnakom mieste a za veľmi zvláštnych okolností sa navzájom nerušia. To je dôvod, prečo je možné prenášať bilióny bitov dát za sekundu cez jediné vlákno: to sa nerobí vytvorením dátového toku s jedinou terabitovou šírkou pásma.

V mnohých častiach sveta je vlákno do domácnosti dominantnou prístupovou paradigmou, aj keď sa to nepreukázalo v Spojených štátoch, kde konkuruje DSL a iným technológiám. S neustálym dopytom po šírke pásma neustále rastie aj potreba riadiť čoraz efektívnejší prenos dát cez optické vlákna. Širokým trendom na trhu dátovej komunikácie je, že so zmenšujúcou sa vzdialenosťou cena každého segmentu dramaticky klesá, zatiaľ čo objem rastie. Nie je prekvapením, že snahy o komercializáciu kremíkovej fotoniky zamerali značné množstvo práce na veľkoobjemové aplikácie s krátkym dosahom, zacielenie na dátové centrá a vysokovýkonnú výpočtovú techniku. Budúce aplikácie budú zahŕňať spojenie medzi doskou a doskou, konektivitu s krátkym dosahom na úrovni USB a nakoniec možno aj komunikáciu medzi jadrom procesora, hoci to, čo sa stane s aplikáciami typu jadro-jadro na čipe, je stále dosť špekulatívne. Hoci kremíková fotonika ešte nedosiahla rozsah priemyslu CMOS, začala sa stávať významným priemyslom.