シリコンフォトニックデータ通信技術

シリコンフォトニクスデータ通信技術
いくつかのカテゴリーで、フォトニックデバイス、シリコンフォトニックコンポーネントは、以下で説明するクラス最高のデバイスと競合します。おそらく、私たちが最も変革的な仕事だと考えているのは、光通信変調器、検出器、導波路、および相互に通信する他のコンポーネントを同じチップ上に統合する統合プラットフォームの作成です。場合によっては、これらのプラットフォームにはトランジスタも含まれており、アンプ、シリアル化、フィードバックをすべて同じチップ上に統合できます。このようなプロセスの開発にはコストがかかるため、この取り組みは主にピアツーピア データ通信のアプリケーションを対象としています。また、トランジスタ製造プロセスの開発にはコストがかかるため、性能とコストの観点から、ウェハまたはチップでボンディング技術を実行することによって電子デバイスを統合することが、当面は最も合理的であるということが、この分野でのコンセンサスとなりつつあります。レベル。

電子デバイスを使用して計算し、光通信を実行できるチップを作成できることには明らかな価値があります。シリコンフォトニクスの初期の応用のほとんどはデジタルデータ通信でした。これは、電子 (フェルミ粒子) と光子 (ボソン) の間の基本的な物理的違いによって引き起こされます。電子は、同時に同じ場所に存在できないため、コンピューティングに最適です。これは、それらが互いに強く相互作用することを意味します。したがって、電子を使用して大規模な非線形スイッチング デバイス、つまりトランジスタを構築することが可能です。

フォトンにはさまざまな特性があります。多くのフォトンは同時に同じ場所に存在することができ、非常に特殊な状況下では互いに干渉しません。これが、1 本のファイバーを介して 1 秒あたり数兆ビットのデータを送信できる理由です。これは、1 テラビットの帯域幅のデータ ストリームを作成することでは実現できません。

世界の多くの地域では、光ファイバーが家庭へのアクセス パラダイムの主流となっていますが、DSL やその他のテクノロジーと競合している米国ではこれが真実であるとは証明されていません。帯域幅に対する絶え間ない需要に伴い、光ファイバーを介したデータ伝送をますます効率的に推進する必要性も着実に高まっています。データ通信市場の大きな傾向は、距離が短くなるにつれて、各セグメントの価格が大幅に低下し、通信量が増加するというものです。当然のことですが、シリコン フォトニクスの商業化の取り組みは、データ センターとハイ パフォーマンス コンピューティングを対象とした、大量の短距離アプリケーションにかなりの量の作業を集中させてきました。将来のアプリケーションには、ボードツーボード、USB スケールの短距離接続、そしておそらく最終的には CPU コア間の通信も含まれるでしょう。ただし、チップ上のコアツーコア アプリケーションで何が起こるかはまだかなり推測の段階です。シリコンフォトニクスはまだCMOS産業の規模には達していませんが、重要な産業になり始めています。