Teknoloġija fotonika tas-silikon
Hekk kif il-proċess taċ-ċippa se jiċkien gradwalment, diversi effetti kkawżati mill-interkonnessjoni jsiru fattur importanti li jaffettwa l-prestazzjoni taċ-ċippa. L-interkonnessjoni taċ-ċippa hija waħda mill-ostakli tekniċi attwali, u t-teknoloġija optoelettronika bbażata fuq is-silikon tista' ssolvi din il-problema. It-teknoloġija fotonika tas-silikon hija...komunikazzjoni ottikateknoloġija li tuża raġġ tal-lejżer minflok sinjal elettroniku ta' semikonduttur biex tittrażmetti d-dejta. Hija teknoloġija ta' ġenerazzjoni ġdida bbażata fuq silikon u materjali ta' sottostrat ibbażati fuq is-silikon u tuża l-proċess CMOS eżistenti għalapparat ottikużvilupp u integrazzjoni. L-akbar vantaġġ tagħha huwa li għandha rata ta' trasmissjoni għolja ħafna, li tista' tagħmel il-veloċità tat-trasmissjoni tad-dejta bejn il-qlub tal-proċessur 100 darba jew aktar mgħaġġla, u l-effiċjenza tal-enerġija hija wkoll għolja ħafna, għalhekk hija kkunsidrata bħala ġenerazzjoni ġdida ta' teknoloġija tas-semikondutturi.
Storikament, il-fotonika tas-silikon ġiet żviluppata fuq SOI, iżda l-wejfers SOI huma għaljin u mhux neċessarjament l-aħjar materjal għall-funzjonijiet fotoniċi differenti kollha. Fl-istess ħin, hekk kif ir-rati tad-dejta jiżdiedu, il-modulazzjoni b'veloċità għolja fuq il-materjali tas-silikon qed issir ostaklu, għalhekk varjetà ta' materjali ġodda bħal films LNO, InP, BTO, polimeri u materjali tal-plażma ġew żviluppati biex jinkiseb prestazzjoni ogħla.
Il-potenzjal kbir tal-fotonika tas-silikon jinsab fl-integrazzjoni ta' funzjonijiet multipli f'pakkett wieħed u l-manifattura tal-biċċa l-kbira minnhom jew kollha kemm huma, bħala parti minn ċippa waħda jew munzell ta' ċippijiet, bl-użu tal-istess faċilitajiet ta' manifattura użati biex jinbnew apparati mikroelettroniċi avvanzati (ara l-Figura 3). Dan se jnaqqas radikalment l-ispiża tat-trażmissjoni tad-dejta fuq...fibri ottiċiu joħolqu opportunitajiet għal varjetà ta' applikazzjonijiet radikali ġodda fifotonika, li jippermetti l-kostruzzjoni ta' sistemi kumplessi ħafna bi prezz modest ħafna.
Qed jitfaċċaw ħafna applikazzjonijiet għal sistemi fotoniċi tas-silikon kumplessi, l-aktar komuni huma l-komunikazzjonijiet tad-dejta. Dan jinkludi komunikazzjonijiet diġitali b'bandwidth għoli għal applikazzjonijiet fuq medda qasira, skemi ta' modulazzjoni kumplessi għal applikazzjonijiet fuq distanzi twal, u komunikazzjonijiet koerenti. Minbarra l-komunikazzjoni tad-dejta, qed jiġu esplorati numru kbir ta' applikazzjonijiet ġodda ta' din it-teknoloġija kemm fin-negozju kif ukoll fl-akkademja. Dawn l-applikazzjonijiet jinkludu: Nanofotonika (nano-opto-mekkanika) u fiżika tal-materja kkondensata, bijosensing, ottika mhux lineari, sistemi LiDAR, ġiroskopji ottiċi, RF integrataoptoelettronika, transceivers tar-radju integrati, komunikazzjonijiet koerenti, ġoddasorsi tad-dawl, tnaqqis tal-istorbju bil-lejżer, sensuri tal-gass, fotonika integrata b'tul ta' mewġ twil ħafna, ipproċessar ta' sinjali b'veloċità għolja u microwave, eċċ. Oqsma partikolarment promettenti jinkludu l-bijosensing, l-immaġini, il-lidar, is-sensing inerzjali, ċirkwiti integrati ibridi fotoniċi-frekwenza tar-radju (RFics), u l-ipproċessar tas-sinjali.
Ħin tal-posta: 02 ta' Lulju 2024