טכנולוגיית תקשורת נתונים פוטונית של סיליקון

סיליקון פוטוניקטכנולוגיית תקשורת נתונים
בכמה קטגוריות שלמכשירים פוטוניים, רכיבי סיליקון פוטוניים תחרותיים עם מכשירים מהטובים מסוגם, עליהם נדון להלן. אולי מה שאנו מחשיבים כעבודה המשנה ביותר בהתקשורת אופטיתהיא יצירת פלטפורמות משולבות המשלבות מאפננים, גלאים, מוליכי גל ורכיבים אחרים על אותו שבב המתקשרים זה עם זה. במקרים מסוימים, טרנזיסטורים כלולים גם בפלטפורמות אלו, המאפשרים לשילוב של המגבר, הסידרה והמשוב על אותו שבב. בשל העלות של פיתוח תהליכים כאלה, מאמץ זה מכוון בעיקר ליישומים לתקשורת נתונים עמית לעמית. ובגלל העלות של פיתוח תהליך ייצור טרנזיסטורים, הקונצנזוס המתגבש בתחום הוא שמבחינת ביצועים ועלות, זה הגיוני ביותר לעתיד הנראה לעין לשלב מכשירים אלקטרוניים על ידי ביצוע טכנולוגיית חיבור על הוואפר או השבב. רָמָה.

יש ערך ברור ביכולת לייצר שבבים שיכולים לחשב באמצעות מכשירים אלקטרוניים ולבצע תקשורת אופטית. רוב היישומים המוקדמים של פוטוניקת סיליקון היו בתקשורת נתונים דיגיטלית. זה מונע על ידי הבדלים פיזיקליים בסיסיים בין אלקטרונים (פרמיונים) ופוטונים (בוזונים). אלקטרונים מצוינים למחשוב מכיוון ששניהם לא יכולים להיות באותו מקום באותו זמן. זה אומר שהם מקיימים אינטראקציה חזקה אחד עם השני. לכן, ניתן להשתמש באלקטרונים לבניית התקני מיתוג לא ליניאריים בקנה מידה גדול - טרנזיסטורים.

לפוטונים יש תכונות שונות: פוטונים רבים יכולים להיות באותו מקום באותו זמן, ובנסיבות מאוד מיוחדות הם לא מפריעים זה לזה. לכן אפשר להעביר טריליוני סיביות של נתונים בשנייה דרך סיב בודד: זה לא נעשה על ידי יצירת זרם נתונים ברוחב פס בודד של טרה-ביט.

בחלקים רבים של העולם, סיבים עד הבית הם פרדיגמת הגישה השלטת, אם כי זה לא הוכח כנכון בארצות הברית, שם הוא מתחרה ב-DSL ובטכנולוגיות אחרות. עם הדרישה המתמדת לרוחב פס, הצורך להניע יותר ויותר שידור נתונים באמצעות סיבים אופטיים גדל בהתמדה. המגמה הרחבה בשוק תקשורת הנתונים היא שככל שהמרחק יורד, המחיר של כל פלח יורד באופן דרמטי בזמן שהנפח גדל. באופן לא מפתיע, מאמצי מסחור פוטוני סיליקון התמקדו בכמות משמעותית של עבודה ביישומים בנפח גבוה, לטווח קצר, מיקוד למרכזי נתונים ומחשוב בעל ביצועים גבוהים. יישומים עתידיים יכללו לוח ללוח, קישוריות לטווח קצר בקנה מידה USB, ואולי אפילו תקשורת מעבד ליבה לליבה בסופו של דבר, אם כי מה שיקרה עם יישומי ליבה לליבה על שבב הוא עדיין ספקולטיבי למדי. למרות שהיא עדיין לא הגיעה לקנה המידה של תעשיית ה-CMOS, פוטוניקת סיליקון החלה להפוך לתעשייה משמעותית.