Silicijev fotonskitehnologija za komunikaciju podataka
U nekoliko kategorijafotonski uređaji, silicijske fotonske komponente konkurentne su najboljim uređajima u klasi, o kojima se raspravlja u nastavku. Možda ono što smatramo najtransformativnijim radom uoptičke komunikacijeje stvaranje integriranih platformi koje integriraju modulatore, detektore, valovode i druge komponente na istom čipu koje međusobno komuniciraju. U nekim slučajevima, tranzistori su također uključeni u ove platforme, što omogućuje integriranje pojačala, serijalizacije i povratne informacije na istom čipu. Zbog troškova razvoja takvih procesa, ovaj napor je prvenstveno usmjeren na primjene za peer-to-peer komunikaciju podataka. A zbog troškova razvoja procesa proizvodnje tranzistora, novi konsenzus u tom području je da je, s gledišta performansi i troškova, u doglednoj budućnosti najrazumnije integrirati elektroničke uređaje tehnologijom spajanja na razini pločice ili čipa.
Očita je vrijednost u mogućnosti izrade čipova koji mogu računati pomoću elektroničkih uređaja i provoditi optičku komunikaciju. Većina ranih primjena silicijske fotonike bila je u digitalnoj komunikaciji podataka. To je potaknuto temeljnim fizičkim razlikama između elektrona (fermiona) i fotona (bozona). Elektroni su izvrsni za računalstvo jer njih dvoje ne mogu biti na istom mjestu u isto vrijeme. To znači da snažno međusobno djeluju. Stoga je moguće koristiti elektrone za izgradnju velikih nelinearnih sklopnih uređaja - tranzistora.
Fotoni imaju različita svojstva: mnogi fotoni mogu biti na istom mjestu u isto vrijeme i pod vrlo posebnim okolnostima ne interferiraju jedni s drugima. Zato je moguće prenijeti trilijune bitova podataka u sekundi kroz jedno optičko vlakno: to se ne postiže stvaranjem podatkovnog toka s propusnošću od jednog terabita.
U mnogim dijelovima svijeta, optičko vlakno do kuće je dominantna paradigma pristupa, iako se to nije pokazalo istinitim u Sjedinjenim Državama, gdje konkurira DSL-u i drugim tehnologijama. S konstantnom potražnjom za propusnošću, potreba za sve učinkovitijim prijenosom podataka putem optičkih vlakana također stalno raste. Opći trend na tržištu podatkovne komunikacije je da se, kako se udaljenost smanjuje, cijena svakog segmenta dramatično smanjuje dok se volumen povećava. Nije iznenađujuće da su napori komercijalizacije silicijske fotonike usmjerili značajnu količinu rada na primjene velikog volumena i kratkog dometa, ciljajući podatkovne centre i visokoučinkovito računalstvo. Buduće primjene uključivat će povezivanje ploča-ploča, USB-razmjera kratkog dometa, a možda čak i komunikaciju između jezgri CPU-a na kraju, iako je ono što će se dogoditi s aplikacijama između jezgri na čipu još uvijek prilično spekulativno. Iako još nije dosegla razmjere CMOS industrije, silicijska fotonika počela je postajati značajna industrija.
Vrijeme objave: 09.07.2024.