فناوری فوتونیک سیلیکون

فناوری فوتونیک سیلیکون

از آنجا که فرایند تراشه به تدریج کاهش می یابد ، اثرات مختلفی که ناشی از اتصال به هم پیوسته است به یک عامل مهم بر عملکرد تراشه تبدیل می شود. اتصال Chip یکی از تنگناهای فنی فعلی است و فناوری OptoElectronics مبتنی بر سیلیکون ممکن است این مشکل را حل کند. فناوری فوتونیک سیلیکون یک استارتباط نوریفناوری که به جای یک سیگنال نیمه هادی الکترونیکی برای انتقال داده ها از پرتو لیزر استفاده می کند. این یک فناوری نسل جدید مبتنی بر مواد بستر مبتنی بر سیلیکون و سیلیکون است و از فرآیند CMOS موجود برای آن استفاده می کنددستگاه نوریتوسعه و ادغام. بزرگترین مزیت آن این است که از نرخ انتقال بسیار بالایی برخوردار است ، که می تواند سرعت انتقال داده را بین هسته های پردازنده 100 بار یا سریعتر کند و راندمان انرژی نیز بسیار زیاد است ، بنابراین به نظر می رسد نسل جدیدی از فناوری نیمه هادی باشد.

از نظر تاریخی ، فوتونیک های سیلیکون بر روی SOI توسعه یافته است ، اما ویفرهای SOI گران هستند و لزوماً بهترین مواد برای همه عملکردهای مختلف فوتونیک نیستند. در عین حال ، با افزایش نرخ داده ها ، مدولاسیون پر سرعت روی مواد سیلیکون در حال تبدیل شدن به یک تنگنا است ، بنابراین انواع مختلفی از مواد جدید مانند فیلم های LNO ، INP ، BTO ، پلیمرها و مواد پلاسما برای دستیابی به عملکرد بالاتر تهیه شده است.

پتانسیل عالی فوتونیک سیلیکون در ادغام چندین توابع در یک بسته واحد و ساخت بیشتر یا همه آنها ، به عنوان بخشی از یک تراشه یا پشته تراشه ، با استفاده از همان امکانات تولیدی که برای ساخت دستگاه های میکروالکترونیک پیشرفته استفاده می شود ، نهفته است (شکل 3 را ببینید). انجام این کار به طور اساسی هزینه انتقال داده ها را کاهش می دهدالیاف نوریو فرصت هایی را برای انواع برنامه های جدید رادیکال ایجاد کنیدعکسبرداری، امکان ساخت سیستم های بسیار پیچیده با هزینه بسیار متوسط ​​را فراهم می کند.

بسیاری از برنامه ها برای سیستم های پیچیده فوتونیک سیلیکون در حال ظهور هستند که رایج ترین آنها ارتباطات داده است. این شامل ارتباطات دیجیتالی با پهنای باند بالا برای برنامه های کوتاه مدت ، طرح های مدولاسیون پیچیده برای برنامه های مسافت طولانی و ارتباطات منسجم است. علاوه بر ارتباطات داده ، تعداد زیادی از برنامه های جدید این فناوری در تجارت و آکادمی مورد بررسی قرار می گیرد. این برنامه ها عبارتند از: Nanophotonics (Nano Opto-Mechanics) و فیزیک ماده متراکم ، زیست سنجش ، اپتیک غیرخطی ، سیستم های LIDAR ، ژیروسکوپ های نوری ، RF یکپارچهدستگاه نوری، فرستنده های رادیویی یکپارچه ، ارتباطات منسجم ، جدیدمنابع نور، کاهش سر و صدای لیزر ، سنسورهای گاز ، فوتونیک یکپارچه طول موج ، پردازش سیگنال با سرعت بالا و مایکروویو و غیره. به ویژه مناطق امیدوار کننده شامل بیوسن ، تصویربرداری ، لیدر ، سنجش اینرسی ، مدارهای یکپارچه فرکانس هیبریدی-ریودیو (RFIC) و پردازش سیگنال است.