فناوری ارتباط داده های فوتونیک سیلیکونی

سیلیکون فوتونیکفناوری ارتباطات داده
در چند دسته ازدستگاه های فوتونیک، اجزای فوتونیک سیلیکونی با بهترین دستگاه های کلاس قابل رقابت هستند که در زیر مورد بحث قرار می گیرند. شاید کاری که ما آن را متحول‌کننده‌ترین اثر می‌دانیمارتباطات نوریایجاد پلتفرم های یکپارچه ای است که تعدیل کننده ها، آشکارسازها، موجبرها و سایر اجزاء را روی یک تراشه که با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند، یکپارچه می کند. در برخی موارد، ترانزیستورها نیز در این پلتفرم‌ها گنجانده شده‌اند که به تقویت‌کننده، سریال‌سازی و بازخورد اجازه می‌دهند تا همه روی یک تراشه یکپارچه شوند. با توجه به هزینه توسعه چنین فرآیندهایی، این تلاش در درجه اول در برنامه های کاربردی برای ارتباطات داده همتا به همتا است. و به دلیل هزینه توسعه فرآیند تولید ترانزیستور، اتفاق نظر در حال ظهور در این زمینه این است که از منظر عملکرد و هزینه، ادغام دستگاه‌های الکترونیکی با انجام فناوری پیوند در ویفر یا تراشه در آینده قابل پیش‌بینی منطقی‌تر است. سطح

توانایی ساخت تراشه هایی که می توانند با استفاده از دستگاه های الکترونیکی محاسبه کنند و ارتباطات نوری را انجام دهند، ارزش آشکاری دارد. بیشتر کاربردهای اولیه فوتونیک سیلیکون در ارتباطات داده دیجیتال بود. این به دلیل تفاوت های فیزیکی اساسی بین الکترون ها (فرمیون ها) و فوتون ها (بوزون ها) است. الکترون ها برای محاسبات عالی هستند زیرا این دو نمی توانند همزمان در یک مکان باشند. این بدان معنی است که آنها به شدت با یکدیگر تعامل دارند. بنابراین، می توان از الکترون ها برای ساخت وسایل سوئیچینگ غیرخطی در مقیاس بزرگ - ترانزیستورها استفاده کرد.

فوتون‌ها خواص متفاوتی دارند: بسیاری از فوتون‌ها می‌توانند همزمان در یک مکان باشند و در شرایط بسیار خاص با یکدیگر تداخلی ندارند. به همین دلیل است که امکان انتقال تریلیون ها بیت داده در ثانیه از طریق یک فیبر وجود دارد: این کار با ایجاد یک جریان داده با پهنای باند یک ترابیت انجام نمی شود.

در بسیاری از نقاط جهان، فیبر به خانه الگوی دسترسی غالب است، اگرچه در ایالات متحده، جایی که با DSL و سایر فناوری ها رقابت می کند، صحت این موضوع ثابت نشده است. با تقاضای مداوم برای پهنای باند، نیاز به انتقال بیشتر و کارآمدتر داده ها از طریق فیبر نوری نیز به طور پیوسته در حال افزایش است. روند گسترده در بازار ارتباطات داده این است که با کاهش فاصله، قیمت هر بخش به طور چشمگیری کاهش می یابد در حالی که حجم افزایش می یابد. جای تعجب نیست که تلاش های تجاری سازی فوتونیک سیلیکون مقدار قابل توجهی از کار را بر روی برنامه های کاربردی با حجم بالا و برد کوتاه، مراکز داده هدف قرار داده و محاسبات با کارایی بالا متمرکز کرده است. برنامه های آینده شامل برد به برد، اتصال برد کوتاه در مقیاس USB و شاید حتی ارتباطات هسته به هسته CPU در نهایت خواهد بود، اگرچه آنچه که با برنامه های هسته به هسته روی یک تراشه اتفاق می افتد هنوز کاملاً حدس و گمان است. اگرچه هنوز به مقیاس صنعت CMOS نرسیده است، فوتونیک سیلیکون شروع به تبدیل شدن به یک صنعت مهم کرده است.