Công nghệ truyền dữ liệu quang tử silicon

Quang tử siliconcông nghệ truyền thông dữ liệu
Trong một số loạithiết bị quang tử, các thành phần quang tử silicon có khả năng cạnh tranh với các thiết bị tốt nhất cùng loại, được thảo luận dưới đây. Có lẽ điều mà chúng tôi coi là tác phẩm mang tính biến đổi nhất trongtruyền thông quang họclà việc tạo ra các nền tảng tích hợp tích hợp bộ điều biến, máy 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 đưa vào các nền tảng này, cho phép tất cả các bộ khuếch đại, tuần tự hóa và phản hồi được tích hợp trên cùng một con chip. Do chi phí phát triển các quy trình như vậy nên nỗ lực này chủ yếu nhằm vào các ứng dụng truyền thông dữ liệu ngang hàng. Và do chi phí phát triển quy trình sản xuất bóng bán dẫn, sự đồng thuận đang nổi lên trong lĩnh vực này là, từ góc độ hiệu suất và chi phí, việc tích hợp các thiết bị điện tử bằng cách thực hiện công nghệ liên kết ở tấm bán dẫn hoặc chip là hợp lý nhất trong tương lai gần. mức độ.

Có giá trị rõ ràng khi có thể tạo ra những con 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 quang tử silicon là trong truyền thông dữ liệu số. Điều này được thúc đẩy bởi sự khác biệt vật lý cơ bản giữa các electron (fermion) và photon (boson). Các electron rất tốt cho việc tính toán vì hai electron này không thể ở cùng một nơi vào cùng một thời điểm. Điều này có nghĩa là chúng tương tác mạnh mẽ với nhau. Vì vậy, có thể sử dụng các electron để chế tạo các thiết bị chuyển mạch phi tuyến quy mô lớn – bóng bán dẫn.

Các photon có những đặc tính khác nhau: nhiều photon có thể ở cùng một nơi trong cùng một thời điểm và trong những trường hợp rất đặc biệt, chúng không giao thoa với nhau. Đó là lý do tại sao có thể truyền hàng nghìn tỷ bit dữ liệu mỗi giây qua một sợi quang: việc này không thể thực hiện được bằng cách tạo luồng dữ liệu với băng thông một terabit.

Ở nhiều nơi trên thế giới, cáp quang tới 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 không ngừng về băng thông, nhu cầu thúc đẩy truyền dữ liệu ngày càng hiệu quả hơn qua cáp quang cũng ngày càng tăng lên. Xu hướng chung trên thị trường truyền thông dữ liệu là khi khoảng cách giảm, giá của từng phân khúc sẽ giảm đáng kể trong khi khối lượng tăng lên. Không có gì ngạc nhiên khi các nỗ lực thương mại hóa quang tử silicon đã tập trung một khối lượng công việc đáng kể vào các ứng dụng tầm ngắn, khối lượng lớn, nhắm mục tiêu vào các trung tâm dữ liệu và điện toán hiệu năng cao. Các ứng dụng trong tương lai sẽ bao gồm kết nối bo mạch với bo mạch, kết nối tầm ngắn quy mô USB và thậm chí có thể là giao tiếp giữa lõi với lõi của CPU, mặc dù điều gì sẽ xảy ra với các ứng dụng lõi với lõi trên chip vẫn còn khá suy đoán. Mặc dù 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.