Silicium fotonischdatacommunicatietechnologie
In verschillende categorieën vanfotonische apparatenzijn fotonische componenten van silicium concurrerend met de beste apparaten in hun klasse, die hieronder worden besproken. Misschien wel wat wij beschouwen als het meest transformerende werk inoptische communicatieis de creatie van geïntegreerde platforms die modulators, detectoren, golfgeleiders en andere componenten op dezelfde chip integreren die met elkaar communiceren. In sommige gevallen zijn ook transistors in deze platforms opgenomen, waardoor de versterker, serialisatie en feedback allemaal op dezelfde chip kunnen worden geïntegreerd. Vanwege de kosten die het ontwikkelen van dergelijke processen met zich meebrengt, is deze inspanning primair gericht op toepassingen voor peer-to-peer datacommunicatie. En vanwege de kosten van de ontwikkeling van een transistorproductieproces is de opkomende consensus in het veld dat het, vanuit een prestatie- en kostenperspectief, in de nabije toekomst het meest logisch is om elektronische apparaten te integreren door verbindingstechnologie toe te passen op de wafer of chip. niveau.
Het is duidelijk waardevol om chips te kunnen maken die met behulp van elektronische apparaten kunnen rekenen en optische communicatie kunnen uitvoeren. De meeste vroege toepassingen van siliciumfotonica vonden plaats in digitale datacommunicatie. Dit wordt aangedreven door fundamentele fysieke verschillen tussen elektronen (fermionen) en fotonen (bosonen). Elektronen zijn geweldig voor computers, omdat ze niet tegelijkertijd op dezelfde plek kunnen zijn. Dit betekent dat ze sterk met elkaar interacteren. Daarom is het mogelijk om elektronen te gebruiken om grootschalige niet-lineaire schakelapparaten – transistors – te bouwen.
Fotonen hebben verschillende eigenschappen: veel fotonen kunnen zich tegelijkertijd op dezelfde plek bevinden en onder zeer bijzondere omstandigheden interfereren ze niet met elkaar. Daarom is het mogelijk om biljoenen bits aan data per seconde via één enkele vezel te verzenden: dat gebeurt niet door een datastroom te creëren met een bandbreedte van één terabit.
In veel delen van de wereld is glasvezel tot aan huis het dominante toegangsparadigma, hoewel dit niet is bewezen in de Verenigde Staten, waar het concurreert met DSL en andere technologieën. Met de constante vraag naar bandbreedte groeit ook de behoefte aan een steeds efficiëntere overdracht van gegevens via glasvezel. De brede trend op de datacommunicatiemarkt is dat naarmate de afstand kleiner wordt, de prijs van elk segment dramatisch daalt terwijl het volume toeneemt. Het is niet verrassend dat de commercialisering van siliciumfotonica een aanzienlijke hoeveelheid werk heeft geconcentreerd op grootschalige toepassingen op korte afstand, gericht op datacenters en high-performance computing. Toekomstige toepassingen zullen onder meer board-to-board, USB-schaal connectiviteit over korte afstanden zijn, en uiteindelijk misschien zelfs CPU core-to-core communicatie, hoewel wat er zal gebeuren met core-to-core applicaties op een chip nog steeds tamelijk speculatief is. Hoewel siliciumfotonica nog niet de omvang van de CMOS-industrie heeft bereikt, begint het een belangrijke industrie te worden.
Posttijd: 09-jul-2024