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 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 alta taxa de transmissão, que pode tornar a transmissão de dados entre os núcleos do processador 100 vezes ou mais rápida, e a alta eficiência energética, o que o torna uma nova geração de tecnologia de semicondutores.
Historicamente, a fotônica de silício tem sido desenvolvida em SOI, mas os wafers de SOI são caros e não necessariamente 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, portanto, uma variedade de novos materiais, como filmes de 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 delas, ou de todas elas, como parte de um único chip ou conjunto de chips, utilizando as mesmas instalações de fabricação utilizadas para construir dispositivos microeletrônicos avançados (ver Figura 3). Isso reduzirá radicalmente o custo da transmissão de dados porfibras 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 a mais comum a comunicação de dados. Isso inclui comunicações digitais de alta largura de banda para aplicações de curto alcance, esquemas complexos de modulação 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 mundo empresarial quanto no acadêmico. Essas aplicações incluem: nanofotônica (nano-optomecânica) e física da matéria condensada, biossensores, óptica não linear, sistemas LiDAR, giroscópios ópticos, RF integrado.optoeletrônica, transceptores de rádio integrados, comunicações coerentes, novosfontes de luz, redução de ruído de laser, sensores de gás, fotônica integrada de comprimento de onda muito longo, processamento de sinal de alta velocidade e micro-ondas, etc. Áreas particularmente promissoras incluem biossensores, imagens, lidar, detecção inercial, circuitos integrados híbridos de fotônica e radiofrequência (RFics) e processamento de sinal.
Horário da postagem: 02/07/2024