Technologie de communication de données photoniques en silicium

Silicon PhotonicTechnologie de la communication de données
Dans plusieurs catégories dedispositifs photoniques, Les composants photoniques en silicium sont compétitifs avec les meilleurs appareils en classe, qui sont discutés ci-dessous. Peut-être ce que nous considérons comme l'œuvre la plus transformatrice 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, les transistors sont également inclus dans ces plates-formes, permettant à l'amplificateur, à la sérialisation et à la rétroaction de tous être intégrés sur la même puce. En raison du coût de l'élaboration de ces processus, cet effort est principalement destiné aux applications de la communication de données entre pairs. Et en raison du coût du 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 le plus logique pour un avenir prévisible d'intégrer des appareils électroniques en effectuant des technologies de liaison au niveau de la plaquette ou de la puce.

Il est évident de pouvoir faire des puces qui peuvent calculer à l'aide de dispositifs électroniques et effectuer une communication optique. La plupart des premières applications de la photonique en silicium figuraient dans les communications de données numériques. Ceci est motivé par des différences physiques fondamentales entre les électrons (fermions) et les photons (bosons). Les électrons sont parfaits pour l'informatique car les deux ne peuvent pas être au même endroit en même temps. Cela signifie qu'ils interagissent fortement les uns avec les autres. Par conséquent, il est possible d'utiliser des électrons pour construire des dispositifs de commutation non linéaires à grande échelle - transistors.

Les photons ont des propriétés différentes: de nombreux photons peuvent être au même endroit en même temps, et dans des circonstances très spéciales, ils ne s'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: ce n'est pas fait en créant un flux de données avec une seule bande passante terabit.

Dans de nombreuses régions du monde, la fibre à la maison est le paradigme d'accès dominant, bien que cela ne se soit pas révélé vrai aux États-Unis, où il est en concurrence avec DSL et d'autres technologies. Avec la demande constante de bande passante, la nécessité de conduire une transmission de données de plus en plus efficace par le biais de la fibre optique augmente également régulièrement. La tendance générale du marché de la communication des données est que à mesure que la distance diminue, le prix de chaque segment diminue considérablement tandis que le volume augmente. Sans surprise, les efforts de commercialisation de la photonique en silicium ont concentré une quantité importante de travaux sur les applications à court terme à haut volume, ciblant les centres de données et l'informatique haute performance. Les applications futures comprendront la carte à bord, la connectivité à courte portée à l'échelle USB, et peut-être même la communication de base au noyau au noyau, bien que ce qui se passera avec les applications de base à noyau sur une puce soit encore assez spéculative. Bien qu'il n'ait pas encore atteint l'ampleur de l'industrie des CMOS, le silicium photonique a commencé à devenir une industrie importante.