Tecnologia de fotônica de silício
À medida que o processo de fabricação dos chips diminui gradualmente, diversos efeitos causados pelas interconexões tornam-se um fator importante que afeta o desempenho do chip. A interconexão de chips é um dos gargalos tecnológicos atuais, e a tecnologia optoeletrônica baseada em silício pode solucionar esse problema. A tecnologia fotônica de silício é uma dessas tecnologias.comunicação ópticaTecnologia que utiliza um feixe de laser em vez de um sinal semicondutor eletrônico para transmitir dados. É uma tecnologia de nova geração baseada em silício e materiais de substrato à base de silício e utiliza o processo CMOS existente paradispositivo ópticodesenvolvimento e integração. Sua maior vantagem é a altíssima taxa de transmissão, que pode tornar a velocidade de transmissão de dados entre os núcleos do processador 100 vezes ou mais rápida, além de apresentar alta eficiência energética, sendo considerada uma nova geração de tecnologia de semicondutores.
Historicamente, a fotônica de silício tem sido desenvolvida em SOI (solidação sobre isolante), mas os wafers de SOI são caros e nem sempre o melhor material para todas as diferentes funções fotônicas. Ao mesmo tempo, com o aumento das taxas de dados, a modulação de alta velocidade em materiais de silício está se tornando um gargalo, então uma variedade de novos materiais, como filmes de LNO, InP, BTO, polímeros e materiais de plasma, foram desenvolvidos para alcançar um desempenho superior.
O grande potencial da fotônica de silício reside na integração de múltiplas funções em um único encapsulamento e na fabricação da maioria ou de todas elas, como parte de um único chip ou conjunto de chips, utilizando as mesmas instalações de fabricação usadas para construir dispositivos microeletrônicos avançados (ver Figura 3). Isso reduzirá drasticamente o custo de transmissão de dados em longas distâncias.fibras ópticase criar oportunidades para uma variedade de novas aplicações radicais emfotônica, permitindo a construção de sistemas altamente complexos a um custo muito modesto.
Muitas aplicações estão surgindo para sistemas fotônicos de silício complexos, sendo a mais comum a comunicação de dados. Isso inclui comunicações digitais de alta largura de banda para aplicações de curto alcance, esquemas de modulação complexos para aplicações de longa distância e comunicações coerentes. Além da comunicação de dados, um grande número de novas aplicações dessa tecnologia está sendo explorado tanto no setor privado quanto no acadêmico. Essas aplicações incluem: nanofotônica (nano-opto-mecânica) e física da matéria condensada, biossensores, óptica não linear, sistemas LiDAR, giroscópios ópticos e integração de radiofrequência.optoeletrônica, transceptores de rádio integrados, comunicações coerentes, novosfontes de luz, redução de ruído a laser, sensores de gás, fotônica integrada de comprimento de onda muito longo, processamento de sinais de alta velocidade e micro-ondas, etc. Áreas particularmente promissoras incluem biossensoriamento, imagem, lidar, sensoriamento inercial, circuitos integrados híbridos fotônicos-radiofrequência (RFics) e processamento de sinais.
Data da publicação: 02/07/2024