硅光子技术是什么？应用与发展介绍

1.硅光子技术是什么

硅光子技术是一种应对摩尔定律失效的颠覆性技术，指的是以硅材料为基础，利用现有CMOS工艺进行光器件的开发和集成。相比于其他解决方案，硅光子技术是最有可能实现商用的下一代技术。在半导体集成工艺到达物理极限，革命性的新计算机尚未出现之前，硅光子技术将负责填补这一空缺。

2.硅光子技术的原理

硅光子技术利用标准硅实现计算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。与晶体管主要依赖于普通硅材料不同，硅光子技术采用的基础材料是玻璃。由于光对于玻璃来说是透明的，不会发生干扰现象，因此理论上可以通过在玻璃中集成光波导通路来传输信号，很适合于计算机内部和多核之间的大规模通信。硅光子技术最大的优势在于拥有相当高的传输速率，可使处理器内核之间的数据传输速度比目前快100倍甚至更高。

3.硅光子技术的应用与发展

(1)与传统工艺相比，硅光子技术有无可比拟的优势，除此之外，由于在光通信、数据中心、国防、智能汽车与无人机等许多领域扮演着至关重要的角色，所以具有良好的发展前景

(2)与传统工艺相比，利用硅光子技术可以使硅光体积大幅度减小，材料成本、芯片成本、封装成本降低。除此之外，还可以通过晶圆测试等方法进行批量测试，提升测试效率。正是由于具备这么多的优点，所以芯片相关企业在硅光子技术方面不断发力，并且取得了卓越的成绩。

硅光子技术的关键器件是硅光芯片，其发展面临的问题主要有以下几种：

(1)硅光子芯片技术的设计痛点硅

光芯片的设计方面面临着架构不完善、体积和性能平衡等难题。

(2)硅光子芯片技术的制造难题

硅光芯片的制造工艺面临着自动化程度低、产业标准不统一、设备紧缺等技术难关。

(3)硅光子芯片面临的封装困扰

硅光芯片的封装包括光学部分的封装，和电学部分的封装。就光学封装来说，因为硅光芯片所采用的光的波长非常的小，跟光纤存在着不匹配的问题，与激光器也存在着同样的问题;不匹配的问题就会导致耦合损耗比较大，这是硅光芯片封装与传统封装相比最大的区别。用硅光做高速的器件，随着性能的不断提升，pin的密度将会大幅度增加，这也会为封装带来很大的挑战。

(4)产业相关的器件难题

硅光芯片需要的器件很多，而目前仍有很多相关技术难题未解决。

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