טכנולוגיית תקשורת נתונים פוטוניים מסיליקון

סיליקון פוטוניטכנולוגיית תקשורת נתונים
במספר קטגוריות שלמכשירים פוטונייםרכיבי סיליקון פוטוניים תחרותיים מול התקנים הטובים מסוגם, אשר יידונו להלן. אולי מה שאנו מחשיבים לעבודה הטרנספורמטיבית ביותר ב...תקשורת אופטיתהיא יצירת פלטפורמות משולבות המשלבות מודולטורים, גלאים, מוליכי גל ורכיבים אחרים על אותו שבב המתקשרים זה עם זה. במקרים מסוימים, טרנזיסטורים כלולים גם בפלטפורמות אלו, מה שמאפשר לשלב את המגבר, הסידור והמשוב על אותו שבב. בשל עלות פיתוח תהליכים כאלה, מאמץ זה מכוון בעיקר ליישומים לתקשורת נתונים עמית לעמית. ובגלל עלות פיתוח תהליך ייצור טרנזיסטורים, הקונצנזוס המתפתח בתחום הוא שמבחינת ביצועים ועלויות, הגיוני ביותר בעתיד הנראה לעין לשלב התקנים אלקטרוניים על ידי ביצוע טכנולוגיית קשירה ברמת הוופלים או השבב.

יש ערך ברור ביכולת לייצר שבבים שיכולים לחשב באמצעות מכשירים אלקטרוניים ולבצע תקשורת אופטית. רוב היישומים המוקדמים של פוטוניקה מסיליקון היו בתקשורת נתונים דיגיטלית. הדבר נובע מהבדלים פיזיקליים מהותיים בין אלקטרונים (פרמיונים) לפוטונים (בוזונים). אלקטרונים מצוינים לחישוב מכיוון ששניהם אינם יכולים להיות באותו מקום בו זמנית. משמעות הדבר היא שהם מקיימים אינטראקציה חזקה זה עם זה. לכן, ניתן להשתמש באלקטרונים כדי לבנות התקני מיתוג לא ליניאריים בקנה מידה גדול - טרנזיסטורים.

לפוטונים יש תכונות שונות: פוטונים רבים יכולים להיות באותו מקום בו זמנית, ובנסיבות מיוחדות מאוד הם אינם מפריעים זה לזה. זו הסיבה שניתן להעביר טריליוני ביטים של נתונים בשנייה דרך סיב יחיד: זה לא נעשה על ידי יצירת זרם נתונים עם רוחב פס של טרה-ביט יחיד.

בחלקים רבים של העולם, סיבים אופטיים לבית הם פרדיגמת הגישה הדומיננטית, אם כי לא הוכח שזה נכון בארצות הברית, שם הם מתחרים ב-DSL ובטכנולוגיות אחרות. עם הביקוש המתמיד לרוחב פס, הצורך להניע העברה יעילה יותר ויותר של נתונים באמצעות סיבים אופטיים גם הוא גדל בהתמדה. המגמה הרחבה בשוק תקשורת הנתונים היא שככל שהמרחק מצטמצם, מחירו של כל פלח יורד באופן דרמטי בעוד שהנפח עולה. באופן לא מפתיע, מאמצי המסחור של פוטוניקה מסיליקון התמקדו בכמות משמעותית של עבודה ביישומים בנפח גבוה ובטווח קצר, המכוונים למרכזי נתונים ומחשוב בעל ביצועים גבוהים. יישומים עתידיים יכללו קישוריות לוח-ללוח, קישוריות בטווח קצר בקנה מידה USB, ואולי אפילו תקשורת ליבה-לליבה של המעבד בסופו של דבר, אם כי מה שיקרה עם יישומי ליבה-לליבה על שבב עדיין ספקולטיבי למדי. למרות שעדיין לא הגיעה לקנה המידה של תעשיית ה-CMOS, פוטוניקה מסיליקון החלה להפוך לתעשייה משמעותית.