Photonique au siliciumtechnologie de communication de données
Dans plusieurs catégories deappareils photoniques, les composants photoniques au silicium sont compétitifs par rapport aux meilleurs dispositifs de leur catégorie, décrits ci-dessous. Peut-être ce que nous considérons comme le travail le plus transformateur danscommunications optiquesest la création de plates-formes intégrées qui intègrent des modulateurs, des détecteurs, des guides d'ondes et d'autres composants sur la même puce qui communiquent entre eux. Dans certains cas, des transistors sont également inclus dans ces plates-formes, permettant d'intégrer l'amplificateur, la sérialisation et le retour sur la même puce. En raison du coût de développement de tels processus, cet effort vise principalement les applications de communication de données peer-to-peer. Et en raison du coût de développement d'un processus de fabrication de transistors, le consensus émergent dans le domaine est que, du point de vue des performances et des coûts, il est plus logique, dans un avenir proche, d'intégrer des dispositifs électroniques en appliquant une technologie de liaison au niveau de la tranche ou de la puce. niveau.
Il est évident qu’il est utile de pouvoir fabriquer des puces capables de calculer à l’aide d’appareils électroniques et d’effectuer des communications optiques. La plupart des premières applications de la photonique sur silicium concernaient les communications de données numériques. Ceci est dû aux différences physiques fondamentales entre les électrons (fermions) et les photons (bosons). Les électrons sont parfaits pour l’informatique car ils ne peuvent pas se trouver au même endroit en même temps. Cela signifie qu’ils interagissent fortement les uns avec les autres. Il est donc possible d’utiliser des électrons pour construire des dispositifs de commutation non linéaires à grande échelle : les transistors.
Les photons ont des propriétés différentes : de nombreux photons peuvent se trouver au même endroit au même moment et, dans des circonstances très particulières, ils n'interfèrent pas les uns avec les autres. C'est pourquoi il est possible de transmettre des milliards de bits de données par seconde via une seule fibre : cela ne se fait pas en créant un flux de données avec une bande passante d'un seul térabit.
Dans de nombreuses régions du monde, la fibre optique jusqu'au domicile constitue le paradigme d'accès dominant, même si cela n'a pas été prouvé aux États-Unis, où elle concurrence le DSL et d'autres technologies. Avec la demande constante de bande passante, la nécessité de garantir une transmission de données de plus en plus efficace via la fibre optique ne cesse de croître. La tendance générale sur le marché de la communication de données est la suivante : à mesure que la distance diminue, le prix de chaque segment diminue considérablement tandis que le volume augmente. Il n’est pas surprenant que les efforts de commercialisation de la photonique sur silicium aient concentré une quantité importante de travail sur des applications à haut volume et à courte portée, ciblant les centres de données et le calcul haute performance. Les applications futures incluront une connectivité carte à carte à courte portée à l'échelle USB et peut-être même une communication cœur à cœur du processeur à terme, bien que ce qui se passera avec les applications cœur à cœur sur une puce soit encore assez spéculatif. Même si elle n’a pas encore atteint l’échelle de l’industrie CMOS, la photonique sur silicium a commencé à devenir une industrie importante.
Heure de publication : 09 juillet 2024