Fotônica de silíciotecnologia de comunicação de dados
Em diversas categorias dedispositivos fotônicosOs componentes fotônicos de silício são competitivos com os melhores dispositivos da categoria, que serão discutidos a seguir. Talvez o que consideremos ser o trabalho mais transformador emcomunicações ópticasA interconexão consiste na criação de plataformas integradas que reúnem moduladores, detectores, guias de onda e outros componentes em um mesmo chip, permitindo a comunicação entre eles. Em alguns casos, transistores também são incluídos nessas plataformas, possibilitando a integração de amplificadores, serialização e realimentação em um único chip. Devido ao alto custo de desenvolvimento desses processos, esse esforço se concentra principalmente em aplicações de comunicação de dados ponto a ponto. E, devido ao custo de desenvolvimento de um processo de fabricação de transistores, o consenso emergente na área é que, do ponto de vista de desempenho e custo, a integração de dispositivos eletrônicos por meio de tecnologia de colagem em nível de wafer ou chip é a opção mais viável no futuro próximo.
Existe um valor óbvio na capacidade de fabricar chips que podem computar usando dispositivos eletrônicos e realizar comunicação óptica. A maioria das primeiras aplicações da fotônica de silício estava na comunicação de dados digitais. Isso se deve às diferenças físicas fundamentais entre elétrons (férmions) e fótons (bósons). Os elétrons são ótimos para computação porque os dois não podem estar no mesmo lugar ao mesmo tempo. Isso significa que eles interagem fortemente entre si. Portanto, é possível usar elétrons para construir dispositivos de comutação não linear em larga escala – transistores.
Os fótons possuem propriedades diferentes: muitos fótons podem estar no mesmo lugar ao mesmo tempo e, sob circunstâncias muito específicas, não interferem uns com os outros. 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 até a residência (FTTH) é o paradigma de acesso dominante, embora isso não tenha se comprovado nos Estados Unidos, onde compete com o DSL e outras tecnologias. Com a demanda constante por largura de banda, a necessidade de impulsionar uma transmissão de dados cada vez mais eficiente por meio de fibra óptica também cresce de forma constante. A tendência geral no mercado de comunicação de dados é que, à medida que a distância diminui, o preço de cada segmento cai drasticamente, enquanto o volume aumenta. Não surpreendentemente, os esforços de comercialização da fotônica de silício têm concentrado uma quantidade significativa de trabalho em aplicações de curto alcance e alto volume, visando data centers e computação de alto desempenho. As aplicações futuras incluirão comunicação placa a placa, conectividade de curto alcance na escala USB e, talvez, até mesmo comunicação núcleo a núcleo da CPU, embora o que acontecerá com as aplicações núcleo a núcleo em um chip ainda seja bastante especulativo. Embora ainda não tenha atingido a escala da indústria CMOS, a fotônica de silício começou a se tornar uma indústria significativa.
Data da publicação: 09/07/2024