Công nghệ truyền dữ liệu quang tử silicon

Silic quang tửcông nghệ truyền dữ liệu
Trong một số danh mụcthiết bị quang tử, các thành phần quang tử silicon có khả năng cạnh tranh với các thiết bị tốt nhất trong cùng loại, được thảo luận dưới đây. Có lẽ những gì chúng tôi coi là công việc mang tính biến đổi nhất trongtruyền thông quang họclà việc tạo ra các nền tảng tích hợp tích hợp các bộ điều biến, bộ dò, ống dẫn sóng và các thành phần khác trên cùng một con 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 đều được tích hợp trên cùng một con chip. Do chi phí phát triển các quy trình như vậy, nỗ lực này chủ yếu nhắm vào các ứng dụng cho truyền thông 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, theo quan điểm về hiệu suất và chi phí, việc tích hợp các thiết bị điện tử bằng cách thực hiện công nghệ liên kết ở cấp độ wafer hoặc chip là hợp lý nhất trong tương lai gần.

Có giá trị rõ ràng trong việc có thể tạo ra các con chip có thể tính toán bằng các thiết bị điện tử và thực hiện truyền thông quang học. Hầu hết các ứng dụng ban đầu của quang tử silicon là trong truyền thông dữ liệu kỹ thuật số. Điều này được thúc đẩy bởi sự khác biệt vật lý cơ bản giữa các electron (fermion) và photon (boson). Electron rất tuyệt vời cho việc tính toán vì cả hai không thể ở cùng một vị trí cùng một lúc. Điều này có nghĩa là chúng tương tác mạnh với nhau. Do đó, có thể sử dụng electron để chế tạo các thiết bị chuyển mạch phi tuyến tính quy mô lớn – bóng bán dẫn.

Photon có những đặc tính khác nhau: nhiều photon có thể ở cùng một nơi cùng một lúc và trong những trường hợp rất đặc biệt, chúng không gây nhiễu lẫn nhau. Đó là lý do tại sao có thể truyền hàng nghìn tỷ bit dữ liệu mỗi giây qua một sợi quang duy nhất: điều này không được thực hiện bằng cách tạo ra một luồng dữ liệu với băng thông một terabit duy nhất.

Ở nhiều nơi trên thế giới, cáp quang đến tận nhà 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, nhu cầu thúc đẩy truyền dữ liệu ngày càng hiệu quả hơn thông qua cáp quang cũng đang tăng đều đặn. Xu hướng chung trong thị trường truyền thông dữ liệu là khi khoảng cách giảm, giá của từng phân khúc giảm đáng kể trong khi khối lượng tăng. Không có gì ngạc nhiên khi các nỗ lực thương mại hóa quang tử silicon đã tập trung một lượng lớn công việc vào các ứng dụng khối lượng lớn, tầm ngắn, nhắm mục tiêu vào các trung tâm dữ liệu và điện toán hiệu suất cao. Các ứng dụng trong tương lai sẽ bao gồm kết nối tầm ngắn từ bo mạch đến bo mạch, quy mô USB và thậm chí có thể là giao tiếp lõi đến lõi CPU cuối cùng, mặc dù những gì sẽ xảy ra với các ứng dụng lõi đến lõi trên chip vẫn còn khá mơ hồ. Mặc dù vẫn chưa đạt đến quy mô của ngành công nghiệp CMOS, nhưng quang tử silicon đã bắt đầu trở thành một ngành công nghiệp quan trọng.