Naarmate het proces van de chip geleidelijk kleiner wordt, worden verschillende effecten veroorzaakt door de interconnect een belangrijke factor die de prestaties van de chip beïnvloedt. Chipinterconnectie is een van de huidige technische knelpunten, en op silicium gebaseerde opto-elektronicatechnologie kan dit probleem oplossen. Silicium-fotonische technologie 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 op silicium gebaseerde substraatmaterialen en maakt gebruik van het bestaande CMOS-procesoptisch apparaatontwikkeling en integratie. Het grootste voordeel is dat het een zeer hoge transmissiesnelheid heeft, waardoor de datatransmissiesnelheid tussen de processorkernen 100 keer of meer sneller kan zijn, en de energie-efficiëntie ook erg hoog is, dus het wordt beschouwd als een nieuwe generatie halfgeleiders. technologie.
Historisch gezien is siliciumfotonica ontwikkeld op SOI, maar SOI-wafels zijn duur en niet noodzakelijkerwijs het beste materiaal voor alle verschillende fotonische functies. Tegelijkertijd wordt, naarmate de datasnelheden toenemen, hogesnelheidsmodulatie op siliciummaterialen een knelpunt, dus is er een verscheidenheid aan nieuwe materialen zoals LNO-films, InP, BTO, polymeren en plasmamaterialen ontwikkeld om hogere prestaties te bereiken.
Het grote potentieel van siliciumfotonica ligt in het integreren van meerdere functies in één enkel pakket en het vervaardigen van de meeste of alle daarvan, als onderdeel van een enkele chip of stapel chips, met behulp van dezelfde productiefaciliteiten die worden gebruikt om geavanceerde micro-elektronische apparaten te bouwen (zie figuur 3). . Als u dit wel doet, worden de kosten voor het verzenden van gegevens radicaal verlaagdoptische vezelsen kansen creëren voor een verscheidenheid aan radicaal nieuwe toepassingenfotonica, waardoor de constructie van zeer complexe systemen tegen zeer bescheiden kosten mogelijk is.
Er ontstaan veel toepassingen voor complexe siliciumfotonische systemen, waarvan datacommunicatie de meest voorkomende is. Dit omvat digitale communicatie met hoge bandbreedte voor korteafstandstoepassingen, complexe modulatieschema's voor langeafstandstoepassingen en coherente communicatie. Naast datacommunicatie wordt zowel in het bedrijfsleven als in de academische wereld een groot aantal nieuwe toepassingen van deze technologie onderzocht. Deze toepassingen omvatten: nanofotonica (nano-optomechanica) en fysica van gecondenseerde materie, biosensoren, niet-lineaire optica, LiDAR-systemen, optische gyroscopen, geïntegreerde RFopto-elektronica, geïntegreerde radiozendontvangers, coherente communicatie, nieuwlichtbronnen, laserruisonderdrukking, gassensoren, geïntegreerde fotonica met zeer lange golflengte, hogesnelheids- en microgolfsignaalverwerking, enz. Bijzonder veelbelovende gebieden zijn onder meer biosensoren, beeldvorming, lidar, inertiële detectie, hybride fotonische-radiofrequentie-geïntegreerde schakelingen (RFics) en signaaltechnologie. verwerking.
Posttijd: 02 juli 2024