სილიკონის ფოტონიკური ტექნოლოგია

სილიკონის ფოტონიკური ტექნოლოგია

ჩიპის პროცესის თანდათანობით შეკუმშვასთან ერთად, ურთიერთდაკავშირებით გამოწვეული სხვადასხვა ეფექტი ხდება მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს ჩიპის მუშაობაზე. ჩიპის ურთიერთდაკავშირება ერთ-ერთი თანამედროვე ტექნიკური შეფერხებაა და სილიკონზე დაფუძნებული ოპტოელექტრონული ტექნოლოგია შეიძლება ამ პრობლემის გადაჭრას. სილიკონის ფოტონური ტექნოლოგია არისოპტიკური კომუნიკაციატექნოლოგია, რომელიც მონაცემების გადასაცემად ელექტრონული ნახევარგამტარული სიგნალის ნაცვლად ლაზერულ სხივს იყენებს. ეს არის ახალი თაობის ტექნოლოგია, რომელიც დაფუძნებულია სილიკონსა და სილიკონზე დაფუძნებულ სუბსტრატის მასალებზე და იყენებს არსებულ CMOS პროცესს.ოპტიკური მოწყობილობაგანვითარება და ინტეგრაცია. მისი უდიდესი უპირატესობა ის არის, რომ მას აქვს ძალიან მაღალი გადაცემის სიჩქარე, რაც პროცესორის ბირთვებს შორის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარეს 100-ჯერ ან მეტჯერ აჩქარებს, ასევე ძალიან მაღალია ენერგოეფექტურობა, ამიტომ ის ნახევარგამტარული ტექნოლოგიის ახალ თაობად ითვლება.

ისტორიულად, სილიკონის ფოტონიკა SOI-ზე შემუშავდა, თუმცა SOI ვაფლები ძვირია და არ არის აუცილებლად საუკეთესო მასალა ყველა სხვადასხვა ფოტონიკური ფუნქციისთვის. ამავდროულად, მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის ზრდასთან ერთად, სილიკონის მასალებზე მაღალსიჩქარიანი მოდულაცია შეფერხების ზონად იქცევა, ამიტომ უფრო მაღალი შესრულების მისაღწევად შემუშავდა სხვადასხვა ახალი მასალა, როგორიცაა LNO ფირები, InP, BTO, პოლიმერები და პლაზმური მასალები.

სილიკონის ფოტონიკის დიდი პოტენციალი მდგომარეობს მრავალი ფუნქციის ერთ პაკეტში ინტეგრირებასა და მათი უმეტესობის ან ყველა მათგანის წარმოებაში, როგორც ერთი ჩიპის ან ჩიპების დასტის ნაწილი, იმავე საწარმოო ობიექტების გამოყენებით, რომლებიც გამოიყენება მოწინავე მიკროელექტრონული მოწყობილობების ასაგებად (იხ. სურათი 3). ამით რადიკალურად შემცირდება მონაცემების გადაცემის ღირებულება.ოპტიკური ბოჭკოებიდა შექმნას შესაძლებლობები სხვადასხვა რადიკალური ახალი აპლიკაციებისთვისფოტონიკარაც საშუალებას იძლევა ძალიან რთული სისტემების აშენება ძალიან მოკრძალებულ ფასად.

რთული სილიკონის ფოტონური სისტემებისთვის მრავალი გამოყენება ჩნდება, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია მონაცემთა კომუნიკაცია. ეს მოიცავს მაღალი გამტარუნარიანობის ციფრულ კომუნიკაციებს მოკლე დისტანციური აპლიკაციებისთვის, რთულ მოდულაციის სქემებს დიდ დისტანციებზე აპლიკაციებისთვის და კოჰერენტულ კომუნიკაციებს. მონაცემთა კომუნიკაციის გარდა, ამ ტექნოლოგიის დიდი რაოდენობით ახალი გამოყენება შეისწავლება როგორც ბიზნესში, ასევე აკადემიურ წრეებში. ეს გამოყენება მოიცავს: ნანოფოტონიკას (ნანო ოპტომექანიკა) და კონდენსირებულ მატერიის ფიზიკას, ბიოსენსორულ ტექნოლოგიას, არაწრფივ ოპტიკას, LiDAR სისტემებს, ოპტიკურ გიროსკოპებს, RF ინტეგრირებულ სიგნალებს.ოპტოელექტრონიკა, ინტეგრირებული რადიოგადამცემები, კოჰერენტული კომუნიკაციები, ახალისინათლის წყაროები, ლაზერული ხმაურის შემცირება, გაზის სენსორები, ძალიან გრძელი ტალღის სიგრძის ინტეგრირებული ფოტონიკა, მაღალსიჩქარიანი და მიკროტალღური სიგნალის დამუშავება და ა.შ. განსაკუთრებით პერსპექტიული სფეროებია ბიოსენსორები, ვიზუალიზაცია, ლიდარი, ინერციული ზონდირება, ჰიბრიდული ფოტონურ-რადიოსიხშირული ინტეგრირებული სქემები (RFics) და სიგნალის დამუშავება.