硅光子技術是什么？應用與發展介紹

1.硅光子技術是什么

硅光子技術是一種應對摩爾定律失效的顛覆性技術，指的是以硅材料為基礎，利用現有CMOS工藝進行光器件的開發和集成。相比于其他解決方案，硅光子技術是最有可能實現商用的下一代技術。在半導體集成工藝到達物理極限，革命性的新計算機尚未出現之前，硅光子技術將負責填補這一空缺。

2.硅光子技術的原理

硅光子技術利用標準硅實現計算機和其它電子設備之間的光信息發送和接收。與晶體管主要依賴于普通硅材料不同，硅光子技術采用的基礎材料是玻璃。由于光對于玻璃來說是透明的，不會發生干擾現象，因此理論上可以通過在玻璃中集成光波導通路來傳輸信號，很適合于計算機內部和多核之間的大規模通信。硅光子技術最大的優勢在于擁有相當高的傳輸速率，可使處理器內核之間的數據傳輸速度比目前快100倍甚至更高。

3.硅光子技術的應用與發展

(1)與傳統工藝相比，硅光子技術有無可比擬的優勢，除此之外，由于在光通信、數據中心、國防、智能汽車與無人機等許多領域扮演著至關重要的角色，所以具有良好的發展前景

(2)與傳統工藝相比，利用硅光子技術可以使硅光體積大幅度減小，材料成本、芯片成本、封裝成本降低。除此之外，還可以通過晶圓測試等方法進行批量測試，提升測試效率。正是由于具備這么多的優點，所以芯片相關企業在硅光子技術方面不斷發力，并且取得了卓越的成績。

硅光子技術的關鍵器件是硅光芯片，其發展面臨的問題主要有以下幾種：

(1)硅光子芯片技術的設計痛點硅

光芯片的設計方面面臨著架構不完善、體積和性能平衡等難題。

(2)硅光子芯片技術的制造難題

硅光芯片的制造工藝面臨著自動化程度低、產業標準不統一、設備緊缺等技術難關。

(3)硅光子芯片面臨的封裝困擾

硅光芯片的封裝包括光學部分的封裝，和電學部分的封裝。就光學封裝來說，因為硅光芯片所采用的光的波長非常的小，跟光纖存在著不匹配的問題，與激光器也存在著同樣的問題;不匹配的問題就會導致耦合損耗比較大，這是硅光芯片封裝與傳統封裝相比最大的區別。用硅光做高速的器件，隨著性能的不斷提升，pin的密度將會大幅度增加，這也會為封裝帶來很大的挑戰。

(4)產業相關的器件難題

硅光芯片需要的器件很多，而目前仍有很多相關技術難題未解決。

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