Tecnologia de comunicação de dados fotônicos de silício

Silicon PhotônicoTecnologia de comunicação de dados
Em várias categorias dedispositivos fotônicos, os componentes fotônicos de silício são competitivos com os melhores dispositivos da categoria, que são discutidos abaixo. Talvez o que consideramos ser o trabalho mais transformador emComunicações ópticasé a criação de plataformas integradas que integram moduladoras, detectores, guias de ondas e outros componentes no mesmo chip que se comunicam. Em alguns casos, os transistores também estão incluídos nessas plataformas, permitindo que o amplificador, a serialização e o feedback seja integrado ao mesmo chip. Devido ao custo do desenvolvimento de tais processos, esse esforço visa principalmente aplicativos para comunicação de dados ponto a ponto. E devido ao custo do desenvolvimento de um processo de fabricação de transistores, o consenso emergente no campo é que, de uma perspectiva de desempenho e custo, faz mais sentido para o futuro próximo integrar dispositivos eletrônicos fazendo a tecnologia de ligação no nível de bolacha ou chip.

Há um valor óbvio em poder fazer chips que podem calcular o uso de dispositivos eletrônicos e realizar comunicação óptica. A maioria das aplicações iniciais da Silicon Photonics estava em comunicações de dados digitais. Isso é impulsionado por diferenças físicas fundamentais entre elétrons (férmions) e fótons (bósons). Os elétrons são ótimos para computação, porque os dois não podem estar no mesmo local ao mesmo tempo. Isso significa que eles interagem fortemente entre si. Portanto, é possível usar elétrons para criar dispositivos de comutação não lineares em larga escala-transistores.

Os fótons têm propriedades diferentes: muitos fótons podem estar no mesmo local ao mesmo tempo e, em circunstâncias muito especiais, não interferem entre si. É por isso que é possível transmitir trilhões de bits de dados por segundo através de uma única fibra: isso não é feito criando um fluxo de dados com uma única largura de banda de Terabit.

Em muitas partes do mundo, a fibra da casa é o paradigma de acesso dominante, embora isso não tenha sido comprovado nos Estados Unidos, onde compete com a DSL e outras tecnologias. Com a constante demanda por largura de banda, a necessidade de impulsionar cada vez mais eficiente transmissão de dados através da fibra óptica também está crescendo constantemente. A ampla tendência no mercado de comunicação de dados é que, à medida que a distância diminui, o preço de cada segmento diminui drasticamente enquanto o volume aumenta. Não é de surpreender que os esforços de comercialização da Silicon Photonics tenham concentrado uma quantidade significativa de trabalho em aplicações de alto volume e de curto alcance, direcionando os centers de data centers e computação de alto desempenho. As aplicações futuras incluirão conectividade de curto alcance em escala USB, e talvez até a comunicação central para essencial da CPU eventualmente, embora o que acontecerá com aplicativos essenciais em um chip ainda seja bastante especulativo. Embora ainda não tenha atingido a escala da indústria do CMOS, a Silicon Photonics começou a se tornar uma indústria significativa.