什么是硅光電子技術(shù)?
這些安裝在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器內(nèi)其貌不揚的芯片,一直在不斷發(fā)展,組成芯片的光學(xué)技術(shù)也在不斷進步。硅光電子技術(shù),使用硅半導(dǎo)體作為光信號介質(zhì),傳輸數(shù)字信號比傳統(tǒng)電子半導(dǎo)體裝置快得多。
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硅光子技術(shù)涉及幾個核心組件
首先,激光是任何光學(xué)設(shè)備的心臟。目前激光器使用硅與磷化銦產(chǎn)生一致的紅外激光。接著光子需要調(diào)制,將光打破形成光脈沖。光波導(dǎo)和其他互聯(lián)設(shè)備將脈沖從一處移動到另一處。此外,因為100%的光學(xué)系統(tǒng)——即完全由光學(xué)芯片進行光學(xué)連接的設(shè)備,很可能還需要幾十年后才能實現(xiàn),同樣還需要通過某種方式將電信號轉(zhuǎn)換成光信號,然后再返回。
幸運的是,每個光學(xué)部件基本都可以用目前制造半導(dǎo)體電子的技術(shù)來制造。事實上,完全有可能在同一基板上制造電子和光學(xué)元件,以創(chuàng)建混合芯片,完成無數(shù)電信與網(wǎng)絡(luò)功能。
短期內(nèi),硅光子芯片將被部署在高速信號傳輸系統(tǒng)中,它將遠遠超過銅制線纜的能力。今年早些時候,Kotura宣布了其Optical Engine,可以通過使用波分復(fù)用實現(xiàn)100Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,允許不同波長的多個數(shù)據(jù)信號共享相同光學(xué)通路。此類設(shè)備適合用于數(shù)據(jù)中心與高性能計算應(yīng)用程序,解決基于銅線的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能不足問題。IBM、Intel與NEC等主要芯片產(chǎn)商也正在開發(fā)硅光子器件。
隨著硅光子學(xué)的發(fā)展,芯片會變得更復(fù)雜,可以預(yù)期該技術(shù)將應(yīng)用在多任務(wù)處理芯片內(nèi)部連接多個核心,提高訪問共享高速緩存和總線的速率。最終硅光子可能投入更實際與廣泛的應(yīng)用,甚至能替代半導(dǎo)體晶體管等光學(xué)芯片,獲得更高的計算性能。
硅光子學(xué)的另一個應(yīng)用領(lǐng)域包括生物識別技術(shù)。比利時根特大學(xué)的納米與生物光子學(xué)中心研究人員使用該技術(shù)制造了可植入醫(yī)療裝置,類似血糖儀,可配合芯片上的光譜儀,連同其他醫(yī)療/診斷設(shè)備一起使用。