فوتونیک سیلیکونیفناوری ارتباطات داده
در چندین دسته ازدستگاه‌های فوتونیک، اجزای فوتونیک سیلیکونی با بهترین دستگاه‌های موجود در کلاس خود که در زیر مورد بحث قرار می‌گیرند، قابل رقابت هستند. شاید چیزی که ما آن را دگرگون‌کننده‌ترین کار در نظر می‌گیریمارتباطات نوریایجاد پلتفرم‌های یکپارچه‌ای است که مدولاتورها، آشکارسازها، موجبرها و سایر اجزای موجود در یک تراشه را که با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، ادغام می‌کنند. در برخی موارد، ترانزیستورها نیز در این پلتفرم‌ها گنجانده شده‌اند که امکان ادغام تقویت‌کننده، سریال‌سازی و بازخورد را در یک تراشه فراهم می‌کند. با توجه به هزینه توسعه چنین فرآیندهایی، این تلاش در درجه اول با هدف کاربردهایی برای ارتباط داده نظیر به نظیر انجام می‌شود. و به دلیل هزینه توسعه فرآیند تولید ترانزیستور، اجماع نوظهور در این زمینه این است که از دیدگاه عملکرد و هزینه، منطقی‌ترین کار برای آینده قابل پیش‌بینی، ادغام دستگاه‌های الکترونیکی با انجام فناوری اتصال در سطح ویفر یا تراشه است.
ارزش آشکاری در توانایی ساخت تراشه‌هایی وجود دارد که می‌توانند با استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی محاسبه کنند و ارتباطات نوری را انجام دهند. اکثر کاربردهای اولیه فوتونیک سیلیکونی در ارتباطات داده دیجیتال بود. این امر به دلیل تفاوت‌های فیزیکی اساسی بین الکترون‌ها (فرمیون‌ها) و فوتون‌ها (بوزون‌ها) است. الکترون‌ها برای محاسبات عالی هستند زیرا این دو نمی‌توانند همزمان در یک مکان باشند. این بدان معناست که آنها به شدت با یکدیگر تعامل دارند. بنابراین، می‌توان از الکترون‌ها برای ساخت دستگاه‌های سوئیچینگ غیرخطی در مقیاس بزرگ - ترانزیستورها - استفاده کرد.
فوتون‌ها ویژگی‌های متفاوتی دارند: بسیاری از فوتون‌ها می‌توانند همزمان در یک مکان باشند و تحت شرایط بسیار خاص با یکدیگر تداخل نمی‌کنند. به همین دلیل است که می‌توان تریلیون‌ها بیت داده را در ثانیه از طریق یک فیبر واحد منتقل کرد: این کار با ایجاد یک جریان داده با پهنای باند یک ترابیت واحد انجام نمی‌شود.
در بسیاری از نقاط جهان، فیبر نوری به خانه، الگوی دسترسی غالب است، اگرچه این موضوع در ایالات متحده، جایی که با DSL و سایر فناوری‌ها رقابت می‌کند، ثابت نشده است. با تقاضای مداوم برای پهنای باند، نیاز به انتقال هرچه کارآمدتر داده‌ها از طریق فیبر نوری نیز به طور پیوسته در حال رشد است. روند کلی در بازار ارتباطات داده این است که با کاهش فاصله، قیمت هر بخش به طور چشمگیری کاهش می‌یابد در حالی که حجم افزایش می‌یابد. جای تعجب نیست که تلاش‌های تجاری‌سازی فوتونیک سیلیکونی، بخش قابل توجهی از کار را بر روی برنامه‌های کاربردی با حجم بالا و برد کوتاه متمرکز کرده است که مراکز داده و محاسبات با کارایی بالا را هدف قرار می‌دهد. برنامه‌های کاربردی آینده شامل اتصال برد به برد، اتصال برد کوتاه در مقیاس USB و شاید حتی در نهایت ارتباط هسته به هسته CPU خواهد بود، اگرچه آنچه در مورد برنامه‌های کاربردی هسته به هسته روی یک تراشه اتفاق می‌افتد، هنوز کاملاً حدسی است. اگرچه هنوز به مقیاس صنعت CMOS نرسیده است، فوتونیک سیلیکونی شروع به تبدیل شدن به یک صنعت مهم کرده است.
زمان ارسال: 9 ژوئیه 2024