Công nghệ truyền thông dữ liệu photonic silicon

Silicon photonicCông nghệ truyền thông dữ liệu
Trong một số loại củaThiết bị quang tử, Các thành phần photonic silicon có khả năng cạnh tranh với các thiết bị tốt nhất trong lớp, được thảo luận dưới đây. Có lẽ những gì chúng ta coi là công việc biến đổi nhất trongTruyền thông quang họclà việc tạo ra các nền tảng tích hợp tích hợp các bộ điều biến, máy dò, ống dẫn sóng và các thành phần khác trên cùng một chip giao tiếp với nhau. Trong một số trường hợp, các bóng bán dẫn cũng được bao gồm trong các nền tảng này, cho phép bộ khuếch đại, tuần tự hóa và phản hồi cho tất cả được tích hợp trên cùng một chip. Do chi phí phát triển các quy trình như vậy, nỗ lực này chủ yếu nhằm vào các ứng dụng để giao tiếp dữ liệu ngang hàng. Và do chi phí phát triển quy trình sản xuất bóng bán dẫn, sự đồng thuận mới nổi trong lĩnh vực này là, từ góc độ hiệu suất và chi phí, nó có ý nghĩa nhất đối với tương lai gần để tích hợp các thiết bị điện tử bằng cách thực hiện công nghệ liên kết ở cấp độ wafer hoặc chip.

Có giá trị rõ ràng trong việc có thể tạo ra các chip có thể tính toán bằng các thiết bị điện tử và thực hiện giao tiếp quang học. Hầu hết các ứng dụng ban đầu của Photonics silicon là trong truyền thông dữ liệu kỹ thuật số. Điều này được điều khiển bởi sự khác biệt cơ bản về thể chất giữa các electron (fermions) và photon (bosons). Các electron là tuyệt vời để tính toán vì hai người họ không thể ở cùng một nơi cùng một lúc. Điều này có nghĩa là họ tương tác mạnh mẽ với nhau. Do đó, có thể sử dụng các electron để xây dựng các thiết bị chuyển mạch phi tuyến quy mô lớn-bóng bán dẫn.

Các photon có các thuộc tính khác nhau: Nhiều photon có thể ở cùng một nơi cùng một lúc, và trong những trường hợp rất đặc biệt, chúng không can thiệp lẫn nhau. Đó là lý do tại sao có thể truyền hàng nghìn tỷ bit dữ liệu mỗi giây thông qua một sợi duy nhất: nó không được thực hiện bằng cách tạo một luồng dữ liệu với một băng thông terabit duy nhất.

Ở nhiều nơi trên thế giới, Fiber to the Home là mô hình truy cập thống trị, mặc dù điều này chưa được chứng minh là đúng ở Hoa Kỳ, nơi nó cạnh tranh với DSL và các công nghệ khác. Với nhu cầu liên tục về băng thông, sự cần thiết phải thúc đẩy ngày càng truyền dữ liệu hiệu quả hơn thông qua các sợi quang cũng đang tăng trưởng đều đặn. Xu hướng rộng trong thị trường giao tiếp dữ liệu là khi khoảng cách giảm, giá của mỗi phân khúc giảm đáng kể trong khi khối lượng tăng. Không có gì đáng ngạc nhiên, các nỗ lực thương mại hóa của photonics silicon đã tập trung một lượng đáng kể công việc vào các ứng dụng có khối lượng lớn, tầm ngắn, nhắm mục tiêu các trung tâm dữ liệu và điện toán hiệu suất cao. Các ứng dụng trong tương lai sẽ bao gồm kết nối tầm ngắn trên bo mạch, quy mô USB và thậm chí có thể là giao tiếp từ lõi CPU cuối cùng, mặc dù những gì sẽ xảy ra với các ứng dụng từ lõi đến lõi trên chip vẫn còn khá đầu cơ. Mặc dù nó vẫn chưa đạt đến quy mô của ngành công nghiệp CMOS, Silicon Photonics đã bắt đầu trở thành một ngành công nghiệp quan trọng.