ການປະຕິວັດເຄື່ອງກວດຈັບແສງຊິລິໂຄນ(ເຄື່ອງກວດຈັບແສງ Si)
ເຄື່ອງກວດຈັບແສງຊິລິໂຄນທັງໝົດທີ່ປະຕິວັດເຄື່ອງກວດຈັບແສງ Si), ປະສິດທິພາບນອກເໜືອໄປຈາກແບບດັ້ງເດີມ
ດ້ວຍຄວາມສັບສົນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຮູບແບບປັນຍາປະດິດ ແລະ ເຄືອຂ່າຍປະສາດເລິກ, ກຸ່ມຄອມພິວເຕີເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຕ້ອງການການສື່ສານເຄືອຂ່າຍລະຫວ່າງໂປເຊດເຊີ, ໜ່ວຍຄວາມຈຳ ແລະ ໂຫນດຄອມພິວເຕີສູງຂຶ້ນ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເຄືອຂ່າຍໃນຊິບ ແລະ ລະຫວ່າງຊິບແບບດັ້ງເດີມທີ່ອີງໃສ່ການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າບໍ່ສາມາດຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສຳລັບແບນວິດ, ຄວາມໜ່ວງເວລາ ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານ. ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ເຕັກໂນໂລຊີການເຊື່ອມຕໍ່ທາງແສງທີ່ມີໄລຍະທາງການສົ່ງສັນຍານທີ່ຍາວ, ຄວາມໄວສູງ, ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານປະສິດທິພາບພະລັງງານສູງ, ຄ່ອຍໆກາຍເປັນຄວາມຫວັງຂອງການພັດທະນາໃນອະນາຄົດ. ໃນນັ້ນ, ເຕັກໂນໂລຊີຊິລິກອນໂຟໂຕນິກທີ່ອີງໃສ່ຂະບວນການ CMOS ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງເນື່ອງຈາກການເຊື່ອມໂຍງທີ່ສູງ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ຳ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການປະມວນຜົນ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຮັບຮູ້ເຄື່ອງກວດຈັບແສງປະສິດທິພາບສູງຍັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍຫຼາຍຢ່າງ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ເຄື່ອງກວດຈັບແສງຈຳເປັນຕ້ອງປະສົມປະສານວັດສະດຸທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງແຖບແຄບ, ເຊັ່ນ: ເຈີມານຽມ (Ge), ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບການກວດຈັບ, ແຕ່ສິ່ງນີ້ຍັງນຳໄປສູ່ຂະບວນການຜະລິດທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແລະ ຜົນຜະລິດທີ່ບໍ່ແນ່ນອນ. ເຄື່ອງກວດຈັບແສງທັງໝົດທີ່ຜະລິດຈາກຊິລິໂຄນທີ່ພັດທະນາໂດຍທີມງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ບັນລຸຄວາມໄວໃນການສົ່ງຂໍ້ມູນ 160 Gb/s ຕໍ່ຊ່ອງທາງໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ germanium, ດ້ວຍແບນວິດການສົ່ງຂໍ້ມູນທັງໝົດ 1.28 Tb/s, ຜ່ານການອອກແບບຕົວສະທ້ອນແສງແບບວົງແຫວນຄູ່ທີ່ມີນະວັດຕະກໍາ.
ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າຮ່ວມກັນໃນສະຫະລັດອາເມລິກາໄດ້ເຜີຍແຜ່ການສຶກສາທີ່ມີນະວັດຕະກໍາ, ໂດຍປະກາດວ່າພວກເຂົາໄດ້ພັດທະນາໂຟໂຕໄດໂອດ avalanche ທີ່ເຮັດດ້ວຍຊິລິໂຄນທັງໝົດ (ເຄື່ອງກວດຈັບແສງ APD) ຊິບ. ຊິບນີ້ມີໜ້າທີ່ການໂຕ້ຕອບແບບໂຟໂຕອີເລັກທຣິກຄວາມໄວສູງ ແລະ ລາຄາຖືກ, ເຊິ່ງຄາດວ່າຈະບັນລຸການໂອນຂໍ້ມູນຫຼາຍກວ່າ 3.2 Tb ຕໍ່ວິນາທີໃນເຄືອຂ່າຍແສງໃນອະນາຄົດ.
ຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກນິກ: ການອອກແບບເຄື່ອງສະທ້ອນສຽງວົງແຫວນຈຸນລະພາກຄູ່
ເຄື່ອງກວດຈັບແສງແບບດັ້ງເດີມມັກຈະມີຄວາມຂັດແຍ້ງທີ່ບໍ່ສາມາດປະນີປະນອມກັນໄດ້ລະຫວ່າງແບນວິດ ແລະ ການຕອບສະໜອງ. ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຂັດແຍ້ງນີ້ຢ່າງສຳເລັດຜົນໂດຍການໃຊ້ການອອກແບບຕົວສະທ້ອນແສງແບບວົງແຫວນໄມໂຄຣສອງອັນ ແລະ ສະກັດກັ້ນການສື່ສານຂ້າມຊ່ອງສັນຍານຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຜົນການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຄື່ອງກວດຈັບແສງຊິລິໂຄນທັງໝົດມີການຕອບສະໜອງ 0.4 A/W, ກະແສໄຟຟ້າມືດຕໍ່າເຖິງ 1 nA, ແບນວິດສູງ 40 GHz, ແລະ crosstalk ທາງໄຟຟ້າຕໍ່າຫຼາຍຕໍ່າກວ່າ −50 dB. ປະສິດທິພາບນີ້ແມ່ນທຽບເທົ່າກັບເຄື່ອງກວດຈັບແສງທາງການຄ້າໃນປະຈຸບັນໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸຊິລິໂຄນ-ເຈີມານຽມ ແລະ III-V.
ຫັນໄປສູ່ອະນາຄົດ: ເສັ້ນທາງສູ່ນະວັດຕະກໍາໃນເຄືອຂ່າຍທາງແສງ
ການພັດທະນາທີ່ປະສົບຜົນສຳເລັດຂອງເຄື່ອງກວດຈັບແສງຊິລິກອນທັງໝົດບໍ່ພຽງແຕ່ລື່ນກາຍວິທີແກ້ໄຂແບບດັ້ງເດີມໃນເຕັກໂນໂລຊີເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງບັນລຸການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະມານ 40%, ເຊິ່ງເປັນການປູທາງໃຫ້ແກ່ການຮັບຮູ້ເຄືອຂ່າຍແສງຄວາມໄວສູງ ແລະ ລາຄາຖືກໃນອະນາຄົດ. ເຕັກໂນໂລຊີດັ່ງກ່າວເຂົ້າກັນໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່ກັບຂະບວນການ CMOS ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ມີຜົນຜະລິດ ແລະ ຜົນຜະລິດສູງຫຼາຍ, ແລະ ຄາດວ່າຈະກາຍເປັນອົງປະກອບມາດຕະຖານໃນຂົງເຂດເຕັກໂນໂລຊີແສງຊິລິກອນໃນອະນາຄົດ. ໃນອະນາຄົດ, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າວາງແຜນທີ່ຈະສືບຕໍ່ເພີ່ມປະສິດທິພາບການອອກແບບເພື່ອປັບປຸງອັດຕາການດູດຊຶມ ແລະ ປະສິດທິພາບແບນວິດຂອງເຄື່ອງກວດຈັບແສງໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຢາກະຕຸ້ນ ແລະ ປັບປຸງເງື່ອນໄຂການຝັງຕົວ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ການຄົ້ນຄວ້າຍັງຈະສຳຫຼວດວິທີທີ່ເຕັກໂນໂລຊີຊິລິກອນທັງໝົດນີ້ສາມາດນຳໃຊ້ກັບເຄືອຂ່າຍແສງໃນກຸ່ມ AI ລຸ້ນຕໍ່ໄປເພື່ອໃຫ້ໄດ້ແບນວິດ, ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ ແລະ ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ.
ເວລາໂພສ: ມີນາ-31-2025