technologie photonique sur silicium
Avec la miniaturisation croissante des puces, les différents effets liés à l'interconnexion deviennent un facteur important affectant leurs performances. L'interconnexion des puces constitue l'un des principaux obstacles techniques actuels, et l'optoélectronique sur silicium pourrait permettre de résoudre ce problème. La technologie photonique sur silicium est une solution possible.communication optiqueCette technologie utilise un faisceau laser au lieu d'un signal semi-conducteur électronique pour transmettre des données. Il s'agit d'une technologie de nouvelle génération basée sur le silicium et des matériaux de substrat à base de silicium, et qui utilise le procédé CMOS existant.dispositif optiqueDéveloppement et intégration. Son principal avantage réside dans son débit de transmission très élevé, qui peut rendre la vitesse de transmission des données entre les cœurs du processeur 100 fois plus rapide, voire davantage. De plus, son efficacité énergétique est très élevée, ce qui en fait une technologie semi-conductrice de nouvelle génération.
Historiquement, la photonique sur silicium a été développée sur SOI, mais les plaquettes SOI sont coûteuses et ne constituent pas nécessairement le matériau le plus adapté à toutes les applications photoniques. Parallèlement, l'augmentation des débits de données rend la modulation à haute vitesse sur silicium limitante, ce qui a conduit au développement de nouveaux matériaux tels que les films de LNO, l'InP, le BTO, les polymères et les matériaux plasma afin d'améliorer les performances.
Le grand potentiel de la photonique sur silicium réside dans l'intégration de multiples fonctions au sein d'un seul dispositif et leur fabrication, pour la plupart voire la totalité, sur une seule puce ou un empilement de puces, en utilisant les mêmes installations de production que celles employées pour la fabrication de dispositifs microélectroniques avancés (voir figure 3). Cette approche permettra de réduire considérablement le coût de transmission des données.fibres optiqueset créer des opportunités pour une variété d'applications radicalement nouvelles dansphotonique, permettant la construction de systèmes très complexes à un coût très modeste.
De nombreuses applications émergent pour les systèmes photoniques complexes sur silicium, la plus courante étant les communications de données. Celles-ci incluent les communications numériques à large bande passante pour les applications à courte portée, les schémas de modulation complexes pour les applications à longue distance et les communications cohérentes. Outre les communications de données, un grand nombre de nouvelles applications de cette technologie sont explorées dans les secteurs commercial et académique. Parmi ces applications figurent : la nanophotonique (nano-optomécanique) et la physique de la matière condensée, la biodétection, l'optique non linéaire, les systèmes LiDAR, les gyroscopes optiques et l'intégration RF.optoélectronique, émetteurs-récepteurs radio intégrés, communications cohérentes, nouveauxsources lumineuses, réduction du bruit laser, capteurs de gaz, photonique intégrée à très grande longueur d'onde, traitement des signaux à haute vitesse et micro-ondes, etc. Les domaines particulièrement prometteurs comprennent la biodétection, l'imagerie, le lidar, la détection inertielle, les circuits intégrés hybrides photoniques-radiofréquences (RFics) et le traitement du signal.
Date de publication : 2 juillet 2024