電子光集積回路および制御システム

フォトニクスとエレクトロニクスは互いに補完し合う強みを持っています。フォトニック システムはエレクトロニクスよりも数桁高い周波数で動作できますが、エレクトロニクスは極めて高密度で簡単に構築できるメモリを提供します。統合されたフォトニック エレクトロニクス システムは、両方の利点を組み合わせることで、精度、再構成可能性、エネルギー効率の面で利点をもたらします。

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電子フォトニック統合は、量子コンピューティング、通信、高性能コンピューティングなど、さまざまなアプリケーションに活用できる幅広い独自の利点を提供します。

電子光子統合の重要な目標の 1 つは、エネルギー効率が高く、完全にコンパクトで信頼性が高く再構成可能なシステムを作成することです。ハイブリッド統合とモノリシック統合は、この目標を達成するための効果的な手段を提供します。現在残っている課題は、特に光子検出器、レーザー、変調器の完全な統合と現実世界への適用能力です。

 

この目的のため、IBM、Samsung、GlobalFoundries は最近、ムーアの法則を継続し、電子回路を 5 nm まで縮小できる能力を共同で発表しました。これにより、CMOS 互換の光集積回路とのより高度な統合を可能にする、極めて高密度の電子回路が可能になります。ただし、これらの分野で進歩が見られるように、目標は、電子制御機能をモノリシック回路 (できればシリコン) に移行し、最終的により複雑なデバイスを実現し、高い統合密度によって製造コストを削減することです。

 

完全な電子および光子の統合の究極の利点は、ナノ電子回路とナノ光子回路の両方を 1 つのコンポーネントにパッケージ化できることです。統合により、電子回路と光子回路間のフォーム ファクタの現在のギャップが縮小され、ナノ電子回路とナノ光子回路のパワーによってもたらされる高精度、再構成可能性、エネルギー効率を備えた完全パッケージ化された制御システム プラットフォームが実現します。

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