Tecnologia fotônica de silício

Tecnologia fotônica de silício

À medida que o processo do chip diminui gradualmente, vários efeitos causados ​​pela interconexão tornam-se um fator importante que afeta o desempenho do chip. A interconexão de chips é um dos gargalos técnicos atuais, e a tecnologia optoeletrônica baseada em silício pode resolver esse problema. A tecnologia fotônica de silício é umacomunicação ópticatecnologia que usa 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 que possui uma taxa de transmissão muito alta, o que pode tornar a velocidade de transmissão de dados entre os núcleos do processador 100 vezes ou mais rápida, e a eficiência energética também é muito alta, por isso é considerada uma nova geração de semicondutores. tecnologia.

Historicamente, a fotônica de silício foi desenvolvida em SOI, mas os wafers SOI são caros e não necessariamente o melhor material para todas as diferentes funções fotônicas. Ao mesmo tempo, à medida que as taxas de dados aumentam, a modulação de alta velocidade em materiais de silício está se tornando um gargalo, de modo que uma variedade de novos materiais, como filmes LNO, InP, BTO, polímeros e materiais de plasma, foram desenvolvidos para alcançar maior desempenho.

O grande potencial da fotônica de silício reside na integração de múltiplas funções em um único pacote e na fabricação da maioria ou de todas elas, como parte de um único chip ou pilha de chips, usando as mesmas instalações de fabricação usadas para construir dispositivos microeletrônicos avançados (ver Figura 3). . Isso reduzirá radicalmente o custo de transmissão de dadosfibras 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 complexos de silício, sendo as mais comuns as comunicações de dados. Isto 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 desta tecnologia estão sendo exploradas tanto nas empresas quanto na academia. Essas aplicações incluem: Nanofotônica (nano optomecânica) e física da matéria condensada, biossensor, óptica não linear, sistemas LiDAR, giroscópios ópticos, RF integradooptoeletrônica, 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 sinal de micro-ondas e de alta velocidade, etc. Áreas particularmente promissoras incluem biossensor, imagem, lidar, sensor inercial, circuitos integrados de radiofrequência fotônicos híbridos (RFics) e sinal processamento.


Horário da postagem: 02/07/2024