Naarmate de chipgrootte steeds kleiner wordt, worden diverse effecten veroorzaakt door de interconnecties een belangrijke factor die de prestaties van de chip beïnvloedt. Chipinterconnecties vormen een van de huidige technische knelpunten, en op silicium gebaseerde opto-elektronicatechnologie zou dit probleem kunnen oplossen. Siliciumfotonicatechnologie is eenoptische communicatieTechnologie die een laserstraal gebruikt in plaats van een elektronisch halfgeleidersignaal om gegevens te verzenden. Het is een nieuwe generatie technologie gebaseerd op silicium en siliciumgebaseerde substraatmaterialen en maakt gebruik van het bestaande CMOS-proces vooroptisch apparaatontwikkeling en integratie. Het grootste voordeel is de zeer hoge transmissiesnelheid, waardoor de gegevensoverdrachtssnelheid tussen de processorkernen wel 100 keer of meer sneller kan zijn. Ook de energie-efficiëntie is zeer hoog, waardoor het wordt beschouwd als een nieuwe generatie halfgeleidertechnologie.
Historisch gezien is siliciumfotonica ontwikkeld op SOI-wafers, maar SOI-wafers zijn duur en niet per se het beste materiaal voor alle verschillende fotonische functies. Tegelijkertijd, naarmate de datasnelheden toenemen, wordt snelle modulatie op siliciummaterialen een knelpunt. Daarom zijn er diverse nieuwe materialen ontwikkeld, zoals LNO-films, InP, BTO, polymeren en plasmamaterialen, om betere prestaties te bereiken.
Het grote potentieel van siliciumfotonica ligt in het integreren van meerdere functies in één pakket en het produceren van de meeste of alle functies, als onderdeel van een enkele chip of een stapel chips, met behulp van dezelfde productiefaciliteiten die worden gebruikt voor de bouw van geavanceerde micro-elektronische apparaten (zie figuur 3). Dit zal de kosten van gegevensoverdracht radicaal verlagen.optische vezelsen mogelijkheden creëren voor een verscheidenheid aan radicaal nieuwe toepassingen infotonicawaardoor de constructie van zeer complexe systemen tegen zeer bescheiden kosten mogelijk wordt.
Er duiken steeds meer toepassingen op voor complexe siliciumfotonische systemen, waarvan datacommunicatie de meest voorkomende is. Dit omvat digitale communicatie met hoge bandbreedte voor toepassingen over korte afstanden, complexe modulatieschema's voor toepassingen over lange afstanden en coherente communicatie. Naast datacommunicatie worden er in zowel het bedrijfsleven als de academische wereld talloze nieuwe toepassingen van deze technologie onderzocht. Deze toepassingen omvatten: nanofotonica (nano-optomechanica) en vastestoffysica, biosensing, niet-lineaire optica, LiDAR-systemen, optische gyroscopen en RF-integratie.opto-elektronica, geïntegreerde radiozendontvangers, coherente communicatie, nieuwlichtbronnenLaserruisonderdrukking, gasdetectoren, geïntegreerde fotonica met zeer lange golflengte, snelle en microgolfsignaalverwerking, enz. Bijzonder veelbelovende gebieden zijn onder meer biosensing, beeldvorming, lidar, inertiële sensoren, hybride fotonisch-radiofrequentie geïntegreerde schakelingen (RFics) en signaalverwerking.
Geplaatst op: 2 juli 2024