Technológia kremíkovej fotoniky
Keďže sa proces výroby čipu postupne zmenšuje, rôzne efekty spôsobené prepojením sa stávajú dôležitým faktorom ovplyvňujúcim výkon čipu. Prepojenie čipov je jedným zo súčasných technických úzkych miest a technológia optoelektroniky na báze kremíka by tento problém mohla vyriešiť. Kremíková fotonická technológia je...optická komunikáciatechnológia, ktorá na prenos dát využíva laserový lúč namiesto elektronického polovodičového signálu. Ide o technológiu novej generácie založenú na kremíku a substrátových materiáloch na báze kremíka a využíva existujúci CMOS proces pre...optické zariadenievývoj a integrácia. Jeho najväčšou výhodou je veľmi vysoká prenosová rýchlosť, ktorá dokáže 100-krát alebo viac zrýchliť prenos dát medzi jadrami procesora, a tiež veľmi vysoká energetická účinnosť, takže sa považuje za novú generáciu polovodičovej technológie.
Historicky sa kremíková fotonika vyvíjala na SOI, ale SOI doštičky sú drahé a nie sú nevyhnutne najlepším materiálom pre všetky rôzne fotonické funkcie. Zároveň sa s rastúcimi dátovými rýchlosťami stáva vysokorýchlostná modulácia na kremíkových materiáloch úzkym hrdlom, preto sa na dosiahnutie vyššieho výkonu vyvinulo množstvo nových materiálov, ako sú LNO filmy, InP, BTO, polyméry a plazmové materiály.
Veľký potenciál kremíkovej fotoniky spočíva v integrácii viacerých funkcií do jedného puzdra a výrobe väčšiny alebo všetkých z nich ako súčasti jedného čipu alebo zostavy čipov s použitím rovnakých výrobných zariadení, aké sa používajú na výrobu pokročilých mikroelektronických zariadení (pozri obrázok 3). Tým sa radikálne znížia náklady na prenos dát cez...optické vláknaa vytvárať príležitosti pre rôzne radikálne nové aplikácie vfotonika, čo umožňuje výstavbu vysoko zložitých systémov za veľmi nízke náklady.
Pre komplexné kremíkové fotonické systémy sa objavuje mnoho aplikácií, pričom najbežnejšou je dátová komunikácia. Patria sem vysokopásmová digitálna komunikácia pre aplikácie na krátke vzdialenosti, komplexné modulačné schémy pre aplikácie na dlhé vzdialenosti a koherentná komunikácia. Okrem dátovej komunikácie sa skúma veľké množstvo nových aplikácií tejto technológie v podnikaní aj akademickej sfére. Medzi tieto aplikácie patria: nanofotonika (nanooptomechanika) a fyzika kondenzovaných látok, biosenzory, nelineárna optika, systémy LiDAR, optické gyroskopy, integrované rádiofrekvenčné systémy.optoelektronika, integrované rádiové vysielače a prijímače, koherentná komunikácia, novésvetelné zdroje, laserová redukcia šumu, plynové senzory, integrovaná fotonika s veľmi dlhými vlnovými dĺžkami, vysokorýchlostné a mikrovlnné spracovanie signálov atď. Medzi obzvlášť sľubné oblasti patrí biosenzorika, zobrazovanie, lidar, inerciálne snímanie, hybridné fotonicko-rádiofrekvenčné integrované obvody (RFic) a spracovanie signálov.
Čas uverejnenia: 2. júla 2024