光子芯片各类有很多,根据不同的材料和工艺,不同工艺的芯片发挥不同的性能。市场上最常见的芯片是由硅材料制成的电子芯片。芯片线路用光刻机曝光,然后在芯片制造过程中集成数十亿根晶体管。
晶体管数量越多,电子传输速度就越高。但在有限的芯片尺寸下,由于摩尔定律极限的到来,晶体管的总数很难增加。
指甲盖大小的芯片很难集成数百亿根晶体管。如果你想继续突破,要么改进光刻机设备工艺,要么改进制造工艺,这并不容易。
在这种情况下,不断探索不同材料和工艺的芯片制造方法。例如,碳基芯片是由石墨烯制成的,量子技术是量子芯片的探索。
此外,由砷化镓等第二代半导体材料制成的光子芯片也成为业界关注的焦点。
光子芯片的概念很容易理解,它选择光波作为信息传输的媒介,在集成光学中模拟光信号,最终作用于芯片。光子芯片从材料到制造工艺与传统电子芯片有很大的不同。
光子芯片通常采用第二代半导体砷化镓、磷化镓等材料,具有高带宽、高导热性,保证了光子芯片的高速传输。与电子芯片相比,光子芯片的处理速度提高了1000倍,功耗是电子芯片的九万分之一。
此外,光子芯片不需要依赖高端EUV光刻机,其结构简单,几百纳米的工艺工艺能满足各行各业的需要。
光子芯片的探索已经从理论转向实践。据业内人士透露,中国第一条光子芯片生产线将于明年建成,目前正在规划中。能够满足通信、数据中心等领域的需求。
当摩尔定律面临极限时,开发其他芯片材料肯定会成为一种趋势。在复杂的半导体工业环境中,突破规则封锁已成为一项重要工作,因此在光子芯片的讨论话题中,换道超车已成为一个高频词。