Photonique sur siliciumtechnologie de communication de données
Dans plusieurs catégories dedispositifs photoniquesLes composants photoniques en silicium sont compétitifs par rapport aux meilleurs dispositifs de leur catégorie, présentés ci-dessous. C'est peut-être ce que nous considérons comme le travail le plus transformateur danscommunications optiquesLa création de plateformes intégrées intégrant modulateurs, détecteurs, guides d'ondes et autres composants sur une même puce, communiquant entre eux, est parfois également possible. Dans certains cas, des transistors sont également intégrés à ces plateformes, permettant l'intégration de l'amplificateur, de la sérialisation et de la rétroaction sur la même puce. Compte tenu du coût de développement de ces procédés, cet effort est principalement axé sur les applications de communication de données pair-à-pair. Compte tenu du coût de développement d'un procédé de fabrication de transistors, le consensus qui se dégage dans le domaine est que, du point de vue des performances et du coût, l'intégration des dispositifs électroniques par collage au niveau de la tranche ou de la puce est la solution la plus judicieuse à court terme.
La capacité à fabriquer des puces capables de calculer à l'aide de dispositifs électroniques et d'assurer la communication optique présente un intérêt évident. La plupart des premières applications de la photonique sur silicium concernaient la communication de données numériques. Ceci s'explique par les différences physiques fondamentales entre les électrons (fermions) et les photons (bosons). Les électrons sont particulièrement utiles pour le calcul, car ils ne peuvent pas être simultanément au même endroit. Cela signifie qu'ils interagissent fortement. Il est donc possible d'utiliser les électrons pour construire des dispositifs de commutation non linéaires à grande échelle : les transistors.
Les photons ont des propriétés différentes : plusieurs photons peuvent se trouver au même endroit au même moment et, dans des circonstances très particulières, ils n'interfèrent pas entre eux. 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 est le modèle d'accès dominant, bien que cela ne soit pas prouvé aux États-Unis, où elle est en concurrence avec le DSL et d'autres technologies. Face à la demande constante de bande passante, le besoin d'une transmission de données toujours plus efficace par fibre optique ne cesse de croître. La tendance générale sur le marché des communications de données est qu'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 sur silicium ont concentré une part importante de leurs travaux sur les applications à haut volume et à courte portée, ciblant les centres de données et le calcul haute performance. Les applications futures incluront la connectivité carte à carte, la connectivité courte portée à l'échelle USB, et peut-être même, à terme, la communication cœur à cœur du processeur, même si l'avenir des applications cœur à cœur sur puce reste assez spéculatif. Bien qu'elle n'ait pas encore atteint l'échelle de l'industrie CMOS, la photonique sur silicium a commencé à devenir une industrie significative.
Date de publication : 09/07/2024