Silicijska fotonska komunikacijska tehnologija podataka

Silicij fotonskipodatkovna komunikacijska tehnologija
U nekoliko kategorijafotonski uređaji, silicijske fotonske komponente konkurentne su najboljim uređajima u klasi, o kojima se govori u nastavku. Možda ono što smatramo najtransformativnijim djelomoptičke komunikacijeje stvaranje integriranih platformi koje integriraju modulatore, detektore, valovode i druge komponente na istom čipu koji međusobno komuniciraju. U nekim slučajevima, tranzistori su također uključeni u te platforme, dopuštajući da se pojačalo, serijalizacija i povratna informacija integriraju na isti čip. Zbog troškova razvoja takvih procesa, ovaj napor je prvenstveno usmjeren na aplikacije za peer-to-peer komunikaciju podataka. A zbog troškova razvoja procesa proizvodnje tranzistora, konsenzus u ovoj oblasti je da, iz perspektive performansi i cijene, ima najviše smisla u doglednoj budućnosti integrirati elektroničke uređaje izvođenjem tehnologije spajanja na ploči ili čipu. razini.

Postoji očita vrijednost u mogućnosti izrade čipova koji mogu računati pomoću elektroničkih uređaja i provoditi optičku komunikaciju. Većina ranih primjena silicijske fotonike bila je u digitalnim podatkovnim komunikacijama. 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 oni međusobno snažno 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, a pod vrlo posebnim okolnostima ne interferiraju jedni s drugima. Zato je moguće prenijeti bilijune bitova podataka u sekundi kroz jedno vlakno: to se ne postiže stvaranjem toka podataka s jednom terabitnom propusnošću.

U mnogim dijelovima svijeta optička mreža do kuće dominantna je paradigma pristupa, iako to nije dokazano u Sjedinjenim Državama, gdje se natječe s DSL-om i drugim tehnologijama. Uz stalnu potražnju za širinom pojasa, potreba za sve učinkovitijim prijenosom podataka putem optičkih vlakana također stalno raste. Opći trend na tržištu podatkovnih komunikacija je da kako se udaljenost smanjuje, cijena svakog segmenta dramatično opada, dok se volumen povećava. Nije iznenađujuće da su napori za komercijalizaciju silicijske fotonike usredotočili značajnu količinu posla na aplikacije velikog opsega, kratkog dometa, ciljajući na podatkovne centre i računalstvo visokih performansi. Buduće aplikacije uključivat će board-to-board, USB-scale povezivanje kratkog dometa, a možda čak i CPU core-to-core komunikaciju na kraju, iako je još uvijek prilično špekulativno što će se dogoditi s core-to-core aplikacijama na čipu. Iako još nije dosegla razmjere CMOS industrije, silicijska fotonika je počela postajati značajna industrija.