Τεχνολογία Silicon Photonics: Reimagining Optical Communication με «Semiconductor Thinking», ανοίγοντας την εποχή των ολοκληρωμένων οπτοηλεκτρονικών τσιπ.
Καθώς η παγκόσμια ροή δεδομένων συνεχίζει να αυξάνεται εκθετικά και οι παραδοσιακές τεχνολογίες οπτικών επικοινωνιών πλησιάζουν τα φυσικά τους όρια, μια ήσυχη επανάσταση λαμβάνει χώρα στα εργοστάσια ημιαγωγών - αυτό είναι η φωτονική πυριτίου. Χρησιμοποιεί τις πιο προηγμένες τεχνικές κατασκευής ημιαγωγών για να επαναπροσδιορίσει το μέλλον της οπτικής επικοινωνίας.
Ο πυρήνας της τεχνολογίας φωτονικής πυριτίου βρίσκεται στην κατασκευή οπτικών συσκευών χρησιμοποιώντας ώριμες διαδικασίες CMOS σε τυπικά υποστρώματα πυριτίου. Με τον έξυπνο σχεδιασμό κυματοδηγών πυριτίου νανοκλίμακας, τα οπτικά σήματα μπορούν να μεταδοθούν, να διαμορφωθούν, να ανιχνευθούν και να ανταλλάσσονται στο τσιπ με χαμηλή απώλεια, όπως ακριβώς το ρεύμα που ρέει μέσα από ένα καλώδιο. Αυτή η ιδέα "κατασκευή οπτικών συσκευών με χρήση μεθόδων κατασκευής τσιπ" έχει μεταμορφώσει πλήρως τον τρόπο παραγωγής των οπτικών μονάδων. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διακριτές οπτικές συσκευές, η τεχνολογία φωτονικής πυριτίου παρουσιάζει τρία μοναδικά πλεονεκτήματα: υψηλή ενσωμάτωση - ενσωμάτωση δεκάδων οπτικών στοιχείων σε τσιπ κλίμακας χιλιοστού-. χαμηλού-δυνητικού κόστους - επίτευξη παραγωγής μεγάλης- κλίμακας μέσω της αλυσίδας της ώριμης βιομηχανίας ημιαγωγών. Ο ρυθμός διαμόρφωσης υψηλής απόδοσης - μπορεί να φτάσει πάνω από 200 Gbaud, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις μετάδοσης υψηλής ταχύτητας 800G/1,6T.
Μέσα στο κέντρο δεδομένων, η τεχνολογία φωτονικής πυριτίου αναδιαμορφώνει την αρχιτεκτονική διασύνδεσης. Η λύση CPO (co-συσκευασμένα οπτικά) που βασίζεται σε φωτονική πυριτίου ενσωματώνει στενά τον οπτικό κινητήρα και το τσιπ μεταγωγής, μειώνοντας σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας και την καθυστέρηση, παρέχοντας μια ιδανική λύση διασύνδεσης για συμπλέγματα υπολογιστών AI. Στο πεδίο fronthaul 5G, οι φωτονικές μονάδες πυριτίου, με τα πλεονεκτήματα μικρογραφίας τους, προσφέρουν μεγαλύτερη ευελιξία στην ανάπτυξη του σταθμού βάσης. Αυτό που είναι ακόμη πιο αναμενόμενο είναι ότι η τεχνολογία φωτονικής πυριτίου ανοίγει νέα όρια εφαρμογών. Στον τομέα του ραντάρ λέιζερ, τα φωτονικά τσιπ πυριτίου αναμένεται να μειώσουν σημαντικά το κόστος και να προωθήσουν τη-ευρεία εφαρμογή της αυτόνομης οδήγησης. Στον κβαντικό υπολογισμό, η τεχνολογία φωτονικής πυριτίου παρέχει μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα για τον χειρισμό και την ανάγνωση των κβαντικών δυαδικών ψηφίων. Στον τομέα της βιο-ανίχνευσης, τα φωτονικά τσιπ πυριτίου γίνονται ο πυρήνας των φορητών συσκευών ανίχνευσης.
Οι παγκόσμιοι γίγαντες ημιαγωγών και οι καινοτόμες επιχειρήσεις εισέρχονται ενεργά στο πεδίο της φωτονικής πυριτίου. Τα τελευταία χρόνια, η Κίνα έχει σημειώσει ταχεία πρόοδο σε αυτόν τον τομέα - εγχώριες εταιρείες έχουν δημιουργήσει πλήρεις δυνατότητες στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη δοκιμή φωτονικών πυριτίου. Πολλές επιχειρήσεις έχουν ήδη επιτύχει μαζική παραγωγή μονάδων φωτονικής πυριτίου 400G/800G και έχουν φτάσει σε διεθνή προηγμένα επίπεδα σε βασικούς τεχνικούς δείκτες, όπως η απόδοση σύζευξης και το εύρος ζώνης διαμόρφωσης. Με γνώμονα το έργο "East-West Computing" και τη στρατηγική ανάπτυξης της ψηφιακής οικονομίας, η εγχώρια τεχνολογία φωτονικής πυριτίου επιταχύνει την εφαρμογή της σε εθνικούς κόμβους υπολογιστικής ισχύος και συμπλέγματα κέντρων δεδομένων, θέτοντας μια σταθερή βάση οπτικής διασύνδεσης για την ψηφιακή οικονομία της Κίνας.
Από την απόσταση χιλιοστών μεταξύ των ραφιών στο κέντρο δεδομένων έως τα πιο εσωτερικά μέρη των τσιπ, από την ανακάλυψη στα όρια της κλασικής επικοινωνίας μέχρι τα αναδυόμενα σύνορα της κβαντικής πληροφορίας, τη φωτονική του πυριτίου, αυτή η «γέφυρα μεταξύ ημιαγωγών και φωτονικής», μας οδηγεί σε μια νέα εποχή όπου τα οπτικά και τα ηλεκτρονικά είναι βαθιά ενσωματωμένα. Σε αυτήν την εποχή όπου τα τσιπ καθορίζουν το μέλλον του φωτός, κάθε καινοτομία θα φωτίζει νέες δυνατότητες στο μικροσκοπικό υπόστρωμα πυριτίου.