Silikon fotonik veri iletişim teknolojisi

Silikon fotonikveri iletişim teknolojisi
Çeşitli kategorilerdefotonik cihazlarSilikon fotonik bileşenler, aşağıda ele alınan sınıfının en iyisi cihazlarla rekabet edebilecek düzeydedir. Belki de en dönüştürücü çalışma olarak değerlendirdiğimiz şey,optik iletişimBu, modülatörleri, dedektörleri, dalga kılavuzlarını ve diğer bileşenleri aynı çip üzerinde bir araya getiren ve birbirleriyle iletişim kuran entegre platformların oluşturulmasıdır. Bazı durumlarda, bu platformlara transistörler de dahil edilerek amplifikatör, serileştirme ve geri beslemenin aynı çip üzerinde entegre edilmesi sağlanır. Bu tür süreçlerin geliştirme maliyeti nedeniyle, bu çaba öncelikle eşler arası veri iletişimi uygulamalarına yöneliktir. Ve bir transistör üretim sürecinin geliştirme maliyeti nedeniyle, alanda ortaya çıkan fikir birliği, performans ve maliyet açısından, öngörülebilir gelecekte elektronik cihazları wafer veya çip seviyesinde bağlama teknolojisi kullanarak entegre etmenin en mantıklı olduğu yönündedir.

Elektronik cihazlar kullanarak hesaplama yapabilen ve optik iletişim gerçekleştirebilen çipler üretmenin açıkça bir değeri vardır. Silikon fotoniğinin ilk uygulamalarının çoğu dijital veri iletişimindeydi. Bu, elektronlar (fermionlar) ve fotonlar (bozonlar) arasındaki temel fiziksel farklılıklardan kaynaklanmaktadır. Elektronlar hesaplama için mükemmeldir çünkü ikisi aynı anda aynı yerde bulunamaz. Bu, birbirleriyle güçlü bir şekilde etkileşime girdikleri anlamına gelir. Bu nedenle, elektronları kullanarak büyük ölçekli doğrusal olmayan anahtarlama cihazları – transistörler – oluşturmak mümkündür.

Fotonların farklı özellikleri vardır: birçok foton aynı anda aynı yerde bulunabilir ve çok özel koşullar altında birbirleriyle etkileşime girmezler. Bu nedenle, tek bir fiber üzerinden saniyede trilyonlarca bit veri iletmek mümkündür: bu, tek bir terabit bant genişliğine sahip bir veri akışı oluşturarak yapılmaz.

Dünyanın birçok yerinde, eve kadar fiber optik bağlantı baskın erişim paradigmasıdır; ancak bu durum, DSL ve diğer teknolojilerle rekabet ettiği Amerika Birleşik Devletleri'nde henüz doğrulanmamıştır. Sürekli artan bant genişliği talebiyle birlikte, fiber optik üzerinden daha verimli veri iletimine olan ihtiyaç da istikrarlı bir şekilde artmaktadır. Veri iletişim pazarındaki genel eğilim, mesafe azaldıkça her segmentin fiyatının önemli ölçüde düşmesi, hacmin ise artmasıdır. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, silikon fotonik ticarileştirme çalışmaları, veri merkezlerini ve yüksek performanslı bilgi işlemeyi hedefleyen yüksek hacimli, kısa mesafeli uygulamalara önemli ölçüde odaklanmıştır. Gelecekteki uygulamalar arasında karttan karta, USB ölçekli kısa mesafeli bağlantı ve belki de sonunda CPU çekirdeğinden çekirdeğe iletişim yer alacaktır; ancak bir çip üzerindeki çekirdekten çekirdeğe uygulamalarla ilgili olarak neler olacağı hala oldukça spekülatiftir. Henüz CMOS endüstrisinin ölçeğine ulaşmamış olsa da, silikon fotonik önemli bir endüstri haline gelmeye başlamıştır.