シリコンフォトニクステクノロジー

シリコンフォトニクステクノロジー

チップのプロセスが徐々に縮小すると、相互接続によって引き起こされるさまざまな効果が、チップのパフォーマンスに影響を与える重要な要因になります。チップ相互接続は現在の技術的なボトルネックの1つであり、シリコンベースのOptoelectronicsテクノロジーはこの問題を解決する可能性があります。シリコンフォトニックテクノロジーは次のとおりです光学通信データを送信するために電子半導体信号の代わりにレーザービームを使用する技術。シリコンとシリコンベースの基板材料に基づいた新しい世代のテクノロジーであり、既存のCMOSプロセスを使用しています光学装置開発と統合。その最大の利点は、非常に高い伝送速度があることです。これにより、プロセッサ間のデータ送信速度が100倍以上速くなり、電力効率も非常に高くなるため、新世代の半導体テクノロジーと見なされます。

歴史的に、シリコンフォトニクスはSOIで開発されてきましたが、SOIウェーハは高価であり、必ずしもすべての異なるフォトニクス機能に最適な材料ではありません。同時に、データレートが増加するにつれて、シリコン材料の高速変調がボトルネックになりつつあるため、LNOフィルム、INP、BTO、ポリマー、プラズマ材料などのさまざまな新しい材料が開発され、より高いパフォーマンスを実現しています。

シリコンフォトニクスの大きな可能性は、複数の機能を単一のパッケージに統合し、それらのほとんどまたはすべてを製造することにあります。単一のチップまたはスタックの一部として、高度なマイクロエレクトロニックデバイスの構築に使用される同じ製造施設を使用しています（図3を参照）。そうすることで、データを送信するコストが根本的に削減されます光繊維さまざまな急進的な新しいアプリケーションの機会を作成しますフォトニクス、非常に控えめなコストで非常に複雑なシステムを構築できるようにします。

複雑なシリコンフォトニックシステムには多くのアプリケーションが出現しており、最も一般的なデータ通信です。これには、短距離アプリケーション用の高帯域幅デジタル通信、長距離アプリケーション用の複雑な変調スキーム、およびコヒーレント通信が含まれます。データ通信に加えて、この技術の多数の新しいアプリケーションがビジネスと学界の両方で調査されています。これらのアプリケーションには、ナノフォトニクス（ナノ光機械）および凝縮物質物理学、バイオセンシング、非線形光学、ライダーシステム、光ジャイロスコープ、RF統合Optoelectronics、統合された無線トランシーバー、コヒーレントコミュニケーション、新しい光源、レーザーノイズリダクション、ガスセンサー、非常に長い波長積分フォトニクス、高速およびマイクロ波信号処理など。特に有望な領域には、バイオセンシング、イメージング、LIDAR、慣性感覚、ハイブリッドフォトニックラジオ周波数統合回路（RFIC）、および信号処理が含まれます。