¿La fotónica / optoelectrónica integrada es un mercado oculto a punto de explotar en el campo de la ingeniería eléctrica VLSI?

Answer 1

La integración de la fotónica y la electrónica tiene muchas ventajas. Esta integración puede aportar ventajas complementarias a los circuitos fotónicos y electrónicos. El circuito electrónico puede admitir la fotónica como circuito controlador para láseres, detectores de fotos y moduladores de alta velocidad, mientras que las interconexiones ópticas pueden ayudar a reducir los problemas de latencia que enfrentan los microprocesadores avanzados. Como los circuitos ópticos funcionan a la velocidad de la luz, el bus óptico de alta velocidad en un chip electrónico puede aumentar la velocidad del procesador. Esto se puede realizar mediante la integración de componentes ópticos pasivos (guías de onda y filtros) y activos (láseres y detectores) en un chip electrónico. Existen diferentes esquemas y tecnología de materiales a través de los cuales se puede realizar un chip integrado fotónico-electrónico. La forma más práctica y económica de implementar esto es agregando la capa de circuito fotónico en la parte superior del chip CMOS (enfoque por encima de IC).

La fotónica de silicio se considera clave para desarrollar futuras interconexiones ópticas en circuitos microelectrónicos, ya que los ingenieros alcanzan los límites técnicos de la tecnología actual de circuitos integrados. También es esencial para desarrollar las telecomunicaciones ópticas, especialmente debido a las ventajas de costo de integrar funciones fotónicas y electrónicas en el mismo chip. La fotónica CMOS puede conducir a soluciones de bajo costo para una variedad de otras aplicaciones, como el procesamiento de señales ópticas, la detección óptica y las aplicaciones biológicas. Incluso si ha sido difícil ensamblar estos bloques de construcción para fabricar y demostrar, ya que la tecnología era más compleja, se han obtenido transceptores avanzados. Se impulsaron con éxito tres formas diferentes de integrar los dispositivos fotónicos con dispositivos electrónicos en una base de oblea a oblea. Con el trabajo en dispositivos innovadores, el modulador de silicio amorfo exhibió rendimientos mucho más allá de las expectativas originales.

La hoja de ruta tecnológica de la fotónica de silicio se vuelve más clara ahora. Las estrategias para la industrialización de la fotónica de silicio se están discutiendo actualmente para la investigación y la innovación durante 2014-2020. Es estratégicamente importante para muchos países mantener el diseño del chip fotónico y las funciones de integración del chip para competir con otros países y fomentar la innovación entre las empresas de microelectrónica. Muchas empresas han demostrado modelos prototipo exitosos y han expresado su interés en la innovación, el apoyo y el compromiso de comenzar la producción a mayor escala.

No solo podría conducir a una evolución de la industria actual, sino también a mejores productos. Pero es necesario abordar muchos desafíos antes de la transición, por lo tanto, existe la posibilidad de que aumente y cambie la forma en que funciona la industria CMOS actual.

Answer 2

Si está a punto de explotar, ciertamente se ha tomado su tiempo dulce al respecto. El concepto de óptica integrada ha existido desde los años 70 (véase Unger, Integrated Optics, 1974). Hay muchos ingenieros nuevos por ahí que ahora están reinventando la rueda. El gran problema es encontrar aplicaciones apropiadas con suficientes ganancias potenciales para hacer avanzar esta tecnología. No es un mercado oculto, es un mercado no existente que ha mantenido esta tecnología en segundo plano.
El otro problema son los guardianes de la tecnología. Los laboratorios Bell me vienen a la mente, a los ejecutivos se les mostró en 1969, la función básica de ARPA net y no tenían imaginación sobre cómo podría impulsarlos a una nueva área de tecnología. Más tarde, en 1984, presenté un sistema telefónico completamente en red a los RBOC utilizando protocolos TCP / IP. Esto significaba que el teléfono de todos tendría una dirección IP. De nuevo nada más que miradas en blanco. Entonces, en lugar de ser el primer ATT, ha pasado los últimos 20 años jugando a ponerse al día. Tuve el mismo rey de problemas con la introducción de comunicaciones ópticas en los años 70. La mayoría no tenía idea del potencial y otros, que querían sonar eruditos, balbuceaban cada palabra de moda que podían tener en sus manos. Ellos son quienes tienen el dinero y las facilidades para ejecutar estas tecnologías florecientes, pero generalmente son demasiado estúpidos para comprender el impacto que ciertas tecnologías pueden tener.
VLSI en sí, no es apropiado para la implementación de ópticas felicitadas porque estos tamaños de características son demasiado pequeños. Requerirá una combinación de tamaños de características o tecnologías híbridas o MCM.

Answer 3

La pantalla de cristales fotónicos proporciona nuevas herramientas para la manipulación de los fotones, por lo que su demanda está aumentando en el área de investigación industrial. La pantalla de cristal fotónico es una estructura que tiene materiales dispuestos periódicamente que tienen índices de refracción variados. Los beneficios de usar las pantallas de cristal fotónico son que tiene una alta reflectividad, bajo consumo de energía y una alta resolución de píxeles por pulgada. Las principales áreas donde se utilizan las pantallas de cristal fotónico incluyen biofotónica, optoelectrónica, LED, óptica e ingeniería cuántica. Los factores clave que impulsan el mercado de pantallas de cristal fotónico son la creciente demanda de pantallas de cristales fotónicos en los LED debido a la menor cantidad La utilización del poder, el aumento en el número de actividades de investigación y desarrollo, y las propiedades exclusivas de los cristales están impulsando el crecimiento del mercado.

Los principales actores clave del mercado que participan en el mercado de pantallas de cristal fotónico incluyen Opalux, Corning Incorporated, Rohm Co., Microcontinuum y Lightwave Power, Epistar, TDK Corporation, Micron Technology, Canon Kabushiki Kaisha, Philips Lumileds Lighting Company, NKT Photonics, Panasonic, Centro de investigación de Palo Alto, Lockeed Martin, Agilent Technologies, ICX Photonics, Fianium, OmniGuide, Luxtaltek Corporation, Advanced Photonic Crystals, LG Innotek, Samsung LLC y Luminus Devices Inc.

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