실리콘 포토닉스데이터 통신 기술
여러 범주에서광자 장치실리콘 포토닉 부품은 아래에서 논의될 동급 최고 수준의 장치들과 경쟁력을 갖추고 있습니다. 아마도 우리가 가장 혁신적인 연구라고 생각하는 것은 다음과 같습니다.광통신이는 변조기, 검출기, 도파관 및 기타 구성 요소를 동일한 칩에 통합하고 서로 통신하도록 하는 통합 플랫폼의 개발입니다. 경우에 따라 트랜지스터도 이러한 플랫폼에 포함되어 증폭기, 직렬화 및 피드백을 모두 동일한 칩에 통합할 수 있습니다. 이러한 공정 개발 비용 때문에 이 노력은 주로 P2P 데이터 통신 응용 분야에 집중되어 있습니다. 또한 트랜지스터 제조 공정 개발 비용 때문에, 성능 및 비용 측면에서 볼 때 가까운 미래에는 웨이퍼 또는 칩 수준에서 접합 기술을 사용하여 전자 장치를 통합하는 것이 가장 합리적이라는 것이 업계의 공통된 의견으로 자리 잡고 있습니다.
전자 장치를 이용해 연산을 수행하고 광통신을 할 수 있는 칩을 만드는 것은 분명한 가치가 있습니다. 실리콘 포토닉스의 초기 응용 분야는 대부분 디지털 데이터 통신이었습니다. 이는 전자(페르미온)와 광자(보손) 사이의 근본적인 물리적 차이에서 비롯됩니다. 전자는 두 개가 동시에 같은 위치에 존재할 수 없기 때문에 연산에 매우 적합합니다. 즉, 전자들은 서로 강하게 상호작용합니다. 따라서 전자를 이용하여 대규모 비선형 스위칭 소자인 트랜지스터를 만들 수 있습니다.
광자는 다양한 특성을 가지고 있습니다. 여러 광자가 동시에 같은 위치에 존재할 수 있으며, 매우 특수한 상황에서는 서로 간섭하지 않습니다. 바로 이러한 이유로 단일 광섬유를 통해 초당 수조 비트의 데이터를 전송할 수 있는 것입니다. 이는 단일 테라비트 대역폭의 데이터 스트림을 생성하는 것만으로는 불가능한 일입니다.
전 세계 여러 지역에서 가정용 광섬유(FTTH)는 지배적인 인터넷 접속 방식으로 자리 잡고 있지만, 미국에서는 DSL을 비롯한 여러 기술과 경쟁하며 아직 그 위상이 확고히 자리 잡지는 못했습니다. 대역폭에 대한 수요가 끊임없이 증가함에 따라 광섬유를 통한 더욱 효율적인 데이터 전송에 대한 필요성도 꾸준히 커지고 있습니다. 데이터 통신 시장의 전반적인 추세는 거리가 짧아질수록 각 부문의 가격은 급격히 하락하는 반면, 전송량은 증가하는 것입니다. 따라서 실리콘 포토닉스 상용화 노력은 데이터 센터와 고성능 컴퓨팅을 겨냥한 대용량 단거리 애플리케이션에 상당한 비중을 두고 있습니다. 미래에는 보드 간 연결, USB 규모의 단거리 연결, 그리고 궁극적으로는 CPU 코어 간 통신까지 가능해질 것으로 예상되지만, 칩 상에서의 코어 간 통신이 어떻게 구현될지는 아직 미지수입니다. 실리콘 포토닉스는 아직 CMOS 산업만큼의 규모에는 미치지 못하지만, 중요한 산업으로 성장하고 있습니다.
게시 시간: 2024년 7월 9일