ככל שתהליך השבב יתכווץ בהדרגה, השפעות שונות הנגרמות על ידי החיבור הופכות לגורם חשוב המשפיע על ביצועי השבב. חיבור בין שבבים הוא אחד מצווארי הבקבוק הטכניים הנוכחיים, וטכנולוגיה אופטו-אלקטרוניקה מבוססת סיליקון עשויה לפתור בעיה זו. טכנולוגיית סיליקון פוטונית היאתקשורת אופטיתטכנולוגיה המשתמשת בקרן לייזר במקום אות מוליך למחצה אלקטרוני להעברת נתונים. זוהי טכנולוגיית דור חדש המבוססת על סיליקון וחומרי מצע מבוססי סיליקון ומשתמשת בתהליך ה-CMOS הקיים עבורמכשיר אופטיפיתוח ואינטגרציה. היתרון הגדול ביותר שלו הוא שיש לו קצב שידור גבוה מאוד, מה שיכול להפוך את מהירות העברת הנתונים בין ליבות המעבד למהירה פי 100 או יותר, וגם יעילות ההספק גבוהה מאוד, כך שהוא נחשב לדור חדש של מוליכים למחצה טֶכנוֹלוֹגִיָה.
מבחינה היסטורית, פוטוניקת סיליקון פותחה על SOI, אך פרוסות SOI הן יקרות ולא בהכרח החומר הטוב ביותר עבור כל פונקציות הפוטוניקה השונות. במקביל, ככל שקצב הנתונים עולה, אפנון מהיר בחומרי סיליקון הופך לצוואר בקבוק, ולכן פותחו מגוון חומרים חדשים כגון סרטי LNO, InP, BTO, פולימרים וחומרי פלזמה כדי להשיג ביצועים גבוהים יותר.
הפוטנציאל הגדול של פוטוניקת סיליקון טמון בשילוב פונקציות מרובות בחבילה אחת ובייצור רובן או כולן, כחלק משבב בודד או מחסנית שבבים, תוך שימוש באותם מתקני ייצור המשמשים לבניית התקנים מיקרואלקטרוניים מתקדמים (ראה איור 3) . פעולה זו תפחית באופן קיצוני את עלות העברת הנתוניםסיבים אופטייםוליצור הזדמנויות למגוון יישומים חדשים קיצוניים בפוטוניקה, המאפשר בניית מערכות מורכבות ביותר בעלות צנועה ביותר.
יישומים רבים צצים למערכות סיליקון פוטוניות מורכבות, הנפוצות ביותר הן תקשורת נתונים. זה כולל תקשורת דיגיטלית ברוחב פס גבוה עבור יישומים לטווח קצר, תוכניות אפנון מורכבות ליישומים למרחקים ארוכים ותקשורת קוהרנטית. בנוסף לתקשורת נתונים, מספר רב של יישומים חדשים של טכנולוגיה זו נחקרים הן בעסק והן באקדמיה. יישומים אלה כוללים: ננו-פוטוניקה (ננו-אופטו-מכניקה) ופיזיקה של חומר מעובה, חישה ביולוגית, אופטיקה לא ליניארית, מערכות LiDAR, גירוסקופים אופטיים, משולבת RFאופטואלקטרוניקה, מקלטי רדיו משולבים, תקשורת קוהרנטית, חדשמקורות אור, הפחתת רעשי לייזר, חיישני גז, פוטוניקה משולבת באורך גל ארוך מאוד, עיבוד אותות במהירות גבוהה ומיקרוגל וכו'. אזורים מבטיחים במיוחד כוללים חישה ביולוגית, הדמיה, חישה אינרציאלית, מעגלים משולבים בתדר רדיו היברידי (RFics), ואותות עיבוד.
זמן פרסום: יולי-02-2024