Çip üretim süreci giderek küçüldükçe, ara bağlantıdan kaynaklanan çeşitli etkiler, çip performansını etkileyen önemli bir faktör haline gelmektedir. Çip ara bağlantısı, günümüzün teknik darboğazlarından biridir ve silikon tabanlı optoelektronik teknolojisi bu sorunu çözebilir. Silikon fotonik teknolojisi,optik iletişimVeri iletimi için elektronik yarı iletken sinyal yerine lazer ışını kullanan bir teknolojidir. Silikon ve silikon bazlı alt tabaka malzemelerine dayanan ve mevcut CMOS sürecini kullanan yeni nesil bir teknolojidir.optik cihazGeliştirme ve entegrasyon. En büyük avantajı, işlemci çekirdekleri arasındaki veri iletim hızını 100 kat veya daha fazla hızlandırabilen çok yüksek iletim hızına sahip olmasıdır ve güç verimliliği de çok yüksektir, bu nedenle yeni nesil yarı iletken teknolojisi olarak kabul edilir.
Tarihsel olarak, silikon fotoniği SOI üzerinde geliştirilmiştir, ancak SOI levhalar pahalıdır ve tüm farklı fotonik işlevler için en iyi malzeme olmayabilir. Aynı zamanda, veri hızları arttıkça, silikon malzemeler üzerinde yüksek hızlı modülasyon bir darboğaz haline gelmektedir; bu nedenle, daha yüksek performans elde etmek için LNO filmleri, InP, BTO, polimerler ve plazma malzemeleri gibi çeşitli yeni malzemeler geliştirilmiştir.
Silikon fotoniğinin büyük potansiyeli, birden fazla işlevi tek bir pakete entegre etmek ve bunların çoğunu veya tamamını, gelişmiş mikroelektronik cihazların yapımında kullanılan aynı üretim tesislerini kullanarak tek bir çip veya çip yığını halinde üretmekte yatmaktadır (Şekil 3'e bakınız). Bunu yapmak, veri iletim maliyetini radikal bir şekilde azaltacaktır.optik fiberlerve çeşitli radikal yeni uygulamalar için fırsatlar yaratmakfotonikBu sayede, oldukça karmaşık sistemlerin çok düşük bir maliyetle inşa edilmesi mümkün olmaktadır.
Karmaşık silikon fotonik sistemler için birçok uygulama ortaya çıkmaktadır; bunların en yaygın olanı veri iletişimidir. Bu, kısa mesafeli uygulamalar için yüksek bant genişliğine sahip dijital iletişimi, uzun mesafeli uygulamalar için karmaşık modülasyon şemalarını ve tutarlı iletişimi içerir. Veri iletişimine ek olarak, bu teknolojinin hem iş dünyasında hem de akademide çok sayıda yeni uygulaması araştırılmaktadır. Bu uygulamalar şunları içerir: Nanofotonik (nano opto-mekanik) ve yoğun madde fiziği, biyosensörler, doğrusal olmayan optik, LiDAR sistemleri, optik jiroskoplar, RF entegreoptoelektronikEntegre radyo alıcı-vericileri, tutarlı iletişim, yeniışık kaynaklarıLazer gürültü azaltma, gaz sensörleri, çok uzun dalga boylu entegre fotonik, yüksek hızlı ve mikrodalga sinyal işleme vb. Özellikle umut vadeden alanlar arasında biyosensörler, görüntüleme, lidar, atalet algılama, hibrit fotonik-radyo frekans entegre devreleri (RFIC'ler) ve sinyal işleme yer almaktadır.
Yayın tarihi: 02.07.2024