現(xiàn)代通信領域要求提升,對傳統(tǒng)電子電路芯片的技術要求也就越高,在半導體芯片制程提或愈發(fā)困難的情況下,半導體芯片融合光子技術則成為性能提升的研發(fā)重點之一。
據(jù)了解,傳統(tǒng)微電子技術的特點是依靠集成電子器件提供更高的信息處理速度、存儲密度和片上可集成度等能力,但受到納米尺寸的瓶頸限制,集成電子器件已開始受到制約。與微電子技術發(fā)展并行的另一門高新技術—光電子技術,在實現(xiàn)集成光子回路、互聯(lián)光路、光計算等功能方面顯現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢,有可能是取代“集成電路”的新一代信息技術的重要支柱,該技術的關鍵點是如何在納米尺寸高度集成的芯片上實現(xiàn)人們像操縱電子那樣操控光子。
進入二十一世紀,隨著人們對信息量需求的增長,對寬帶速度的要求越來越高,在此驅動下,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡系統(tǒng)已遭遇瓶頸,取而代之的是高速光子微芯片互聯(lián)。
事實上,傳統(tǒng)光通信模塊是將三五族半導體芯片、高速電路硅芯片、被動光學組件及光纖封裝而成,其中成本主要來自三五族半導體芯片及系統(tǒng)封裝。雖然其傳輸速度可達40Gbit/s以上,但比起用電纜傳輸而言,價格卻相對昂貴許多,因此近幾年來,高速硅光電(SiliconPhotonic)組件變成一項相當熱門的研究題材,主要研究動機是想藉由芯片量產(chǎn)技術降低芯片生產(chǎn)成本、提升良率,另一方面,經(jīng)由縮小硅光電、光學組件的尺寸,進一步和后端電路整合在一起,降低封裝成本。
基于擁有成熟制作工藝的半導體硅材料而成的硅光子器件將在此領域發(fā)揮特別的作用,通過將光電器件集成在一塊芯片上,增加芯片之間傳輸數(shù)據(jù)的速度和芯片的性能。硅納米光子學技術創(chuàng)新讓芯片上的光學互聯(lián)更加接近現(xiàn)實。欣慰的是,目前硅光子已進入全面普及階段。未來通過嵌入處理器芯片的光通信,建立億億次超級計算機的愿景將在不遠的未來變成現(xiàn)實。