Efterhånden som chippens proces gradvist krymper, bliver forskellige effekter forårsaget af sammenkoblingen en vigtig faktor, der påvirker chippens ydeevne. Chipsammenkobling er en af de nuværende tekniske flaskehalse, og siliciumbaseret optoelektronikteknologi kan løse dette problem. Siliciumfotonisk teknologi er enoptisk kommunikationteknologi, der bruger en laserstråle i stedet for et elektronisk halvledersignal til at transmittere data. Det er en ny generation af teknologi baseret på silicium og siliciumbaserede substratmaterialer og bruger den eksisterende CMOS-proces tiloptisk enhedudvikling og integration. Dens største fordel er, at den har en meget høj transmissionshastighed, hvilket kan gøre dataoverførselshastigheden mellem processorkernerne 100 gange eller mere hurtigere, og energieffektiviteten er også meget høj, så den betragtes som en ny generation af halvlederteknologi.
Historisk set er siliciumfotonik blevet udviklet på SOI, men SOI-wafere er dyre og ikke nødvendigvis det bedste materiale til alle de forskellige fotoniske funktioner. Samtidig, i takt med at datahastighederne stiger, er højhastighedsmodulation på siliciummaterialer ved at blive en flaskehals, så en række nye materialer såsom LNO-film, InP, BTO, polymerer og plasmamaterialer er blevet udviklet for at opnå højere ydeevne.
Det store potentiale ved siliciumfotonik ligger i at integrere flere funktioner i en enkelt pakke og fremstille de fleste eller alle af dem som en del af en enkelt chip eller stak af chips ved hjælp af de samme produktionsfaciliteter, der bruges til at bygge avancerede mikroelektroniske enheder (se figur 3). Dette vil radikalt reducere omkostningerne ved at overføre data viaoptiske fibreog skabe muligheder for en række radikalt nye anvendelser inden forfotonik, hvilket muliggør konstruktion af meget komplekse systemer til en meget beskeden pris.
Mange anvendelser er ved at dukke op for komplekse siliciumfotoniske systemer, hvoraf de mest almindelige er datakommunikation. Dette omfatter digital kommunikation med høj båndbredde til applikationer med kort rækkevidde, komplekse modulationsordninger til applikationer med lang afstand og kohærent kommunikation. Ud over datakommunikation udforskes et stort antal nye anvendelser af denne teknologi i både erhvervslivet og den akademiske verden. Disse anvendelser omfatter: Nanofotonik (nanooptomekanik) og kondenseret stoffysik, biosensorer, ikke-lineær optik, LiDAR-systemer, optiske gyroskoper, RF-integrerede systemer.optoelektronik, integrerede radiotransceivere, kohærent kommunikation, nyelyskilder, laserstøjreduktion, gassensorer, integreret fotonik med meget lang bølgelængde, højhastigheds- og mikrobølgesignalbehandling osv. Særligt lovende områder omfatter biosensing, billeddannelse, lidar, inertialregistrering, hybride fotonisk-radiofrekvensintegrerede kredsløb (RFics) og signalbehandling.
Opslagstidspunkt: 2. juli 2024