什么是硅光子技术呀?

什么是硅光子技术呀?,第1张

光子技术是一种基于硅光子学的低成本、高速的光通信技术,用激光束代替电子信号传输数据,英特尔实验室通过混合硅激光器技术的集成激光器,首次实现了基于硅光子的数据连接。

原理:

硅光子技术利用标准硅实现计算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。

与晶体管主要依赖于普通硅材料不同,硅光子技术采用的基础材料是玻璃。由于光对于玻璃来说是透明的,不会发生干扰现象,因此理论上可以通过在玻璃中集成光波导通路来传输信号,很适合于计算机内部和多核之间的大规模通信。硅光子技术最大的优势在于拥有相当高的传输速率,可使处理器内核之间的数据传输速度比目前快100倍甚至更高。

研发过程

2006年,英特尔和加州大学圣芭芭拉分校成功研发出世界上首款采用标准硅工艺制造的电子混合硅激光器。

2008年,英特尔推出"雪崩硅激光探测器",它一举将硅光子技术的增益带宽积提升到340GHz。

MACOM始终关注采用细线光刻来实现高密度功能的硅微光子综合技术。这些技术将高性能低功率光学器件与最佳功能及最大封装密度完美融合。特别是硅微光子技术,它与硅CMOS芯片制造类似,可带来高密度、低成本以及性能可扩展等诸多优势。

主要优势

诸多器件都因此可获得高性能,包括调制器、集成光电探测器、波长合路器和分路器、用于I/O的各种光耦合器和控件

单片集成多采用商业半导体芯片代工模式,有助于实现产品的可重复性和低成本,并且产量可扩缩

紧凑的光电路也可实现高折射率对比度

等离子体色散效应好,低功率光调制性能强

依托硅二极管的载波传输速度实现高速 (>50 Gbps) 调制

纳米光子元器件 - 环形谐振器、滤波器

采用单片锗集成技术的集成光电探测器

以重要的电信和数据通信波长工作(使用1310和1550 nm波长的O波段和C波段)

硅光子技术属于比较新的技术,相比原来的硅电子技术来说。就是以光信号传输代替了电信号传输。而题主说的硅光子芯片和硅光子模块都是硅光子技术中的重要领域。他们有很大的不同。

1、光子芯片

光子芯片听起来可能深奥难以理解。其实就是我们经常碰到的光纤通讯中的激光器、光耦合器,光纤线等等器件。有1种做法就是把这些器件微型化变成纳米级的器件,将这些纳米级的器件直接封装到IC上,或者替换掉原来电子芯片的晶体管。这样就可以做出光子芯片。还有1种做法就是完全推推翻掉现在电子芯片的运算方法,而是采用光子方式来计算,比如,把光的全发射当做镜像(相反的图像),表示1;把光的透射当做是正像(现实相同的图像),表示0;并以此作为光子的运算开关。当然,这两种当中,第1中是比较容易实现的。

2、硅光子模块

硅光子模块就是如何将光子芯片封装起来,行车可插拔的芯片。我们也可以理解成硅光子芯片的输入输出如何封装,我们目前通讯行业可以看到的光模块器件就是其中一种。当然,硅光子模块不可能用那么大个的。必须也是非常小的。而且还是非常多这种模块排列在一起。同时,我了提高信息传输带宽,我们还得对光进行调整,让一条光纤出来可以传输更大的带宽。这里可能还会涉及通讯的波分技术的应用。所以,在硅光子模块上的技术研发甚至比光子芯片更难很多。

总结

硅光子技术是当前比较先进的技术,很多人都认为这会是取代电子芯片的未来 科技 。所以,都在加紧研发或者并购。华为也在2013年就收购了比利时硅光子公司Caliopa 100%股权。大家拭目以待中国硅光子技术的发展吧。以上是我的粗浅认识,说的不对的地方还请多多指正!


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