SiPh

SiPh란 무엇인가요?

실리콘 포토닉스(SiPh)는 광자 집적 회로(PIC)를 제조하기 위해 실리콘을 광학 매질로 사용하는 소재 플랫폼입니다. 광학 부품과 전자 회로를 단일 실리콘 칩에 통합하여 더 높고 신뢰성 높은 통신 기술에 대한 수요를 충족합니다. 광통신 분야의 최첨단 데이터 전송 기술인 SiPh는 데이터 센터, 통신 및 고성능 컴퓨팅에 널리 배포되고 있습니다.

SiPh는 어떻게 작동하나요?

SiPh는 전자공학과 포토닉스를 하나의 기술로 결합하여 광 회로를 최소화하고, 이를 소형 칩으로 구현하며, 칩 내의 광 Waveguide를 통해 광 신호를 전송합니다. 광 신호를 처리하는 Waveguide를 Silicon 칩에 통합함으로써 전기 신호와 광 신호를 동시에 처리할 수 있습니다.

실리콘 포토닉스의 핵심 구성 요소

Silicon Photonics 장치의 필수 구성 요소에는 단일 칩을 구성하는 다음 세 부분이 포함됩니다.

PIN 다이오드 광검출기 광 신호를 전기 신호로 변환합니다.

광 도파관 신호 전송용입니다.

변조기 및 커플러 전기 신호를 광자로 변환합니다.

SiPh의 장점은 무엇인가요?

표준 CMOS 제조 시스템을 채택하는 것은 SiPh의 가장 중요한 장점입니다. 이는 Silicon Photonics Products의 저비용, 빠르고 안정적인 제조 및 개발을 제공합니다.

실리콘 포토닉스는 정보를 전송하기 위해 광 신호를 사용합니다. 전자 기술, 전파 또는 마이크로파와 비교할 때, 광학은 더 높은 속도와 같은 상당한 장점을 가지고 있습니다. 더 높은 주파수와 여러 모드(예: 주파수, 진폭, 위상)의 특징 덕분에 광학은 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다. 광학 부품과 전자 회로가 동일한 칩에 통합되면 저비용 대량 제조 기술이 가능해져 이러한 장점은 더욱 두드러집니다.

분리형 광학 및 전자 솔루션과 비교할 때, 광학 부품과 전자 회로를 포함하는 고집적 Silicon Photonics 칩셋은 더 작은 폼 팩터에 탑재될 수 있습니다. 초소형 및 저손실 Silicon Photonics 장치는 전기 장치나 독립형 광학 장치보다 전력 소비가 적습니다.

실리콘 포토닉스는 어떤 과제에 직면해 있습니까?

SiPh는 고효율 광원 통합, 열 관리, 기존 전자 시스템과 같은 원활한 통합 기술의 제약을 받으며, 이러한 기술은 아직 개발 중입니다. 

실리콘 소재는 레이저와 같은 핵심 부품을 제조하는 데 사용할 수 없으며, 사용 가능한 광 주파수 범위가 제한됩니다. 따라서 Silicon Photonics는 원래 소재로 인한 과제에 직면해 있습니다. 연구 중인 SiN, InP, GaA와 같은 신소재가 파장 범위를 확장하고 온칩 광원을 구현하는 해결책이 될 수 있습니다.

전력 소비는 특히 광 도파관, 변조기 및 필터를 설계할 때 또 다른 고려 사항이며, 손실과 시스템 소형화 사이의 균형을 맞춰야 합니다. 실리콘 포토닉스는 센서 애플리케이션에서 소형화와 감도 측면에서도 한계에 직면해 있습니다.

Silicon Photonics 기술을 사용하는 구성 요소는 다른 대체 기술보다 저렴하지만, SiPh의 대규모 채택은 여전히 비용이 많이 듭니다. 광범위한 배포를 위한 비용을 줄이려면 생산 규모를 수백만 개 칩에서 수십억 개 칩으로 확대하는 것이 시급합니다. Photonics 시스템의 전자 장치 측 요구 사항은 Optoelectronics와 보조를 맞춰야 합니다(즉, 생산 공정에서 Thermal Management를 고려해야 합니다).