مع انكماش عملية الشريحة تدريجيًا، تُصبح التأثيرات المختلفة الناتجة عن الترابط عاملًا مهمًا يؤثر على أداء الشريحة. يُعدّ ترابط الشريحة أحد العوائق التقنية الحالية، وقد تُحلّ تقنية الإلكترونيات الضوئية القائمة على السيليكون هذه المشكلة. تُعدّ تقنية فوتونيات السيليكون...الاتصالات البصريةتقنية تستخدم شعاع الليزر بدلاً من إشارة أشباه الموصلات الإلكترونية لنقل البيانات. وهي تقنية من الجيل الجديد تعتمد على السيليكون ومواد الركيزة القائمة عليه، وتستخدم عملية CMOS الحالية.جهاز بصريتطوير وتكامل. ميزتها الرئيسية هي معدل نقل البيانات العالي جدًا، مما يزيد من سرعة نقل البيانات بين نوى المعالج بمقدار 100 مرة أو أكثر، بالإضافة إلى كفاءة الطاقة العالية جدًا، مما يجعلها تُعتبر جيلًا جديدًا من تكنولوجيا أشباه الموصلات.
تاريخيًا، طُوّرت فوتونيات السيليكون على SOI، إلا أن رقائق SOI باهظة الثمن وليست بالضرورة المادة الأمثل لجميع وظائف الفوتونيات المختلفة. في الوقت نفسه، مع ازدياد معدلات البيانات، أصبح التعديل عالي السرعة على مواد السيليكون عائقًا، لذلك طُوّرت مجموعة متنوعة من المواد الجديدة، مثل أغشية LNO، وInP، وBTO، والبوليمرات، ومواد البلازما، لتحقيق أداء أعلى.
تكمن الإمكانات الهائلة لفوتونيات السيليكون في دمج وظائف متعددة في حزمة واحدة وتصنيع معظمها أو كلها، كجزء من شريحة واحدة أو مجموعة من الشرائح، باستخدام نفس مرافق التصنيع المستخدمة في بناء الأجهزة الإلكترونية الدقيقة المتقدمة (انظر الشكل 3). سيؤدي ذلك إلى خفض تكلفة نقل البيانات عبرالألياف البصريةوخلق فرص لمجموعة متنوعة من التطبيقات الجديدة الجذرية فيالفوتونيات، مما يسمح ببناء أنظمة معقدة للغاية بتكلفة متواضعة للغاية.
تظهر تطبيقات عديدة لأنظمة الفوتونيات السيليكونية المعقدة، وأكثرها شيوعًا هو اتصالات البيانات. يشمل ذلك الاتصالات الرقمية عالية النطاق الترددي للتطبيقات قصيرة المدى، وأنظمة التعديل المعقدة للتطبيقات بعيدة المدى، والاتصالات المتماسكة. بالإضافة إلى اتصالات البيانات، يجري استكشاف عدد كبير من التطبيقات الجديدة لهذه التقنية في كل من قطاع الأعمال والأوساط الأكاديمية. تشمل هذه التطبيقات: الفوتونيات النانوية (ميكانيكا البصريات النانوية) وفيزياء المادة المكثفة، والاستشعار الحيوي، والبصريات غير الخطية، وأنظمة الليدار، والجيروسكوبات البصرية، والترددات الراديوية المتكاملة.الإلكترونيات البصرية، أجهزة إرسال واستقبال راديو متكاملة، اتصالات متماسكة، جديدةمصادر الضوء، وتقليل الضوضاء بالليزر، وأجهزة استشعار الغاز، والفوتونيات المتكاملة ذات الطول الموجي الطويل جدًا، ومعالجة الإشارات عالية السرعة والموجات الدقيقة، وما إلى ذلك. وتشمل المجالات الواعدة بشكل خاص الاستشعار الحيوي، والتصوير، والليدار، والاستشعار بالقصور الذاتي، والدوائر المتكاملة الهجينة الفوتونية والترددات الراديوية (RFics)، ومعالجة الإشارات.
وقت النشر: 2 يوليو 2024