칩의 크기가 점차 작아짐에 따라, 상호 연결로 인해 발생하는 다양한 영향이 칩 성능에 영향을 미치는 중요한 요소가 되고 있습니다. 칩 상호 연결은 현재 기술적 병목 현상 중 하나이며, 실리콘 기반 광전자 기술이 이 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대됩니다. 실리콘 포토닉 기술은 이러한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다.광통신전자 반도체 신호 대신 레이저 빔을 사용하여 데이터를 전송하는 기술입니다. 실리콘 및 실리콘 기반 기판 재료를 기반으로 하는 차세대 기술이며, 기존 CMOS 공정을 활용합니다.광학 장치개발 및 통합 측면에서 가장 큰 장점은 전송 속도가 매우 빠르다는 점입니다. 이를 통해 프로세서 코어 간 데이터 전송 속도를 100배 이상 향상시킬 수 있으며, 전력 효율 또한 매우 높아 차세대 반도체 기술로 여겨집니다.
역사적으로 실리콘 포토닉스는 SOI(Silicon-Oriented Interference) 기판을 기반으로 개발되어 왔지만, SOI 웨이퍼는 가격이 비싸고 모든 포토닉스 기능에 최적의 소재는 아닙니다. 동시에 데이터 전송 속도가 증가함에 따라 실리콘 소재에서의 고속 변조는 병목 현상이 되고 있으며, 이에 따라 LNO 박막, InP, BTO, 고분자 및 플라즈마 소재와 같은 다양한 신소재가 개발되어 더 높은 성능을 구현하고 있습니다.
실리콘 포토닉스의 큰 잠재력은 여러 기능을 단일 패키지에 통합하고, 첨단 마이크로 전자 장치를 제작하는 데 사용되는 동일한 제조 시설을 이용하여 대부분 또는 모든 기능을 단일 칩 또는 칩 스택의 일부로 제조하는 데 있습니다(그림 3 참조). 이렇게 함으로써 데이터 전송 비용을 획기적으로 절감할 수 있습니다.광섬유그리고 다양한 혁신적인 새로운 응용 분야에 대한 기회를 창출합니다.광자학이를 통해 매우 복잡한 시스템을 매우 저렴한 비용으로 구축할 수 있습니다.
복잡한 실리콘 포토닉 시스템은 다양한 응용 분야에서 활용되고 있으며, 그중 가장 일반적인 것은 데이터 통신입니다. 여기에는 단거리 통신을 위한 고대역폭 디지털 통신, 장거리 통신을 위한 복잡한 변조 방식, 그리고 코히런트 통신이 포함됩니다. 데이터 통신 외에도, 이 기술의 새로운 응용 분야들이 기업과 학계 모두에서 활발히 연구되고 있습니다. 이러한 응용 분야에는 나노포토닉스(나노 광기계학) 및 응집물질 물리학, 바이오센싱, 비선형 광학, LiDAR 시스템, 광학 자이로스코프, RF 집적 회로 등이 있습니다.광전자공학통합 무선 송수신기, 코히런트 통신, 새로운광원레이저 잡음 감소, 가스 센서, 초장파장 집적 광자, 고속 및 마이크로파 신호 처리 등. 특히 유망한 분야로는 바이오센싱, 이미징, 라이다, 관성 센싱, 하이브리드 광자-무선 주파수 집적 회로(RFic) 및 신호 처리가 있다.
게시 시간: 2024년 7월 2일