淺談光子芯片中的硅光子技術
時間：2020年07月24日
安裝在數據中心服務器內其貌不揚的芯片一直在不斷發展，組成芯片的光學技術也在不斷進步。硅光子技術，使用硅半導體作為光信號介質，傳輸數字信號比傳統電子半導體裝置快得多。
硅光子技術涉及幾個核心組件。首先，激光是任何光學設備的心臟。目前激光器使用硅與磷化銦產生一致的紅外激光。接著光子需要調制，將光打破形成光脈沖。光波導和其他互聯設備將脈沖從一處移動到另一處。此外，因為100%的光學系統，即完全由光學芯片進行光學連接的設備，很可能還需要幾十年才能實現，同樣還需要通過某種方式將電信號轉換成光信號，然后再返回。
幸運的是，每個光學部件基本可以用目前制造半導體電子的技術來制造。事實上，完全有可能在同一基板上制造電子和光學元件，以創建混合芯片，完成無數電信與網絡功能。
短期內，硅光子芯片將被部署在高速信號傳輸系統中，它將遠遠超過銅制線纜的能力。今年早些時候，Kotura宣布其Optical Engine可以通過使用波分復用實現100Gbps的數據傳輸速率，允許不同波長的多個數據信號共享相同光學通路。此類設備適用于數據中心與高性能計算應用程序，解決基于銅線的以太網網絡性能不足問題。IBM、Intel與NEC等主要芯片廠商也正在開發硅光子器件。
隨著硅光子學的發展，芯片會變得更復雜，可以預期該技術將應用在多任務處理芯片內部連接多個核心，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用，甚至能替代半導體晶體管等光學芯片，獲得更高的計算性能。
硅光子學的另一個應用領域包括生物識別技術。比利時根特大學的納米與生物光子學中心研究人員使用該技術制造了可植入醫療裝置，類似血糖儀，可配合芯片上的光譜儀，連同其他醫療/診斷設備一起使用。
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