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硅光子芯片的時代即將開啟

發(fā)布:cyqdesign 2018-03-27 10:07 閱讀:1854
正處于后摩爾定律時代,未來如何解決半導體物理極限的議題,也許將電腦進化成光腦就能夠解決。 {%xwoMVc+  
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  光腦是指用光子取代傳統(tǒng)的電子的電腦,IBM在2007年就已發(fā)展光子運算芯片,目前可分為光電混合電腦與純光子電腦。光電混合電腦使用雷射光脈沖傳輸資料,但部分芯片仍使用電子元件,故需要光電轉換,轉換過程中相對慢及耗能。 :3$WY<  
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  光子電腦不使用電子,改用光子加上折射鏡或分光鏡取代原有的邏輯閘來做資料傳輸及運算,比傳統(tǒng)電子傳遞過程會經過帶有電阻的電線而損耗,光子沒有質量、不須介質傳遞,更能以光速前進,一旦產生就不會額外耗能。光子傳遞甚至可以同時使用超過兩種不同波長的光來取代二進位訊號,大幅增加運算速度。 jEsP: H(0^  
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  使用光來取代電子傳遞訊息時也并非沒有缺點,因為光波長難以壓縮,過長的波長限制芯片體積微縮的可能。為解決此問題,哥倫比亞大學研發(fā)一種光波導模式轉換的方法,在示范裝置中,超穎介面(metasurface)能讓傳遞的光波長縮短為空氣中波長縮小1.7倍,因此能縮小積體光學的大小。 S1&mY'c  
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  光學裝置須要更精確的做工,因為光束傳輸的些微偏差會造成巨大的問題,相對需要高技術及高成本;萜諏嶒炇医衲瓿跣家验_發(fā)一種光整合電路裝置,使用1,052種光學元件組成,用光的偏振性質編碼,比傳統(tǒng)芯片能更快速處理計算問題。光子電路也適合做深度學習,麻省理工學院的研究團隊發(fā)表奈米光子處理器,控制光波導讓光產生干涉條紋,來進行深度運算。光子電腦離要能實際應用,還有很多困難待克服,已有愈來愈多大廠投入研發(fā),如惠普、IBM。從長遠看來,光子運算有助人工智慧革命,為社會帶來更重大改變。 4mJ4)  
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  光傳輸技術與光整合電路最重要 v!T%xUb0  
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  在所有的光子技術中,光傳輸技術與光整合電路為最重要的次世代的技術,未來將對醫(yī)療技術、光電感測、太陽能電池元件、遠紅外線光源及光顯示等應用產生革命性的影響。 =vMFCp;mv  
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  市場研調機構Credence預估,光整合電路在2020年時的全球產值將達到13億美元,2015年至2020年產值年復合成長率高達25.2%。MarketsandMarkets更指出,未來光子技術在電信傳輸與資料傳輸等應用將成長最快,將于2020年達到200萬美元,而消費性電子的光子技術應用也值得關注,預計在2020年產值也將達到150萬美元。 LFob1HH*8  
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  光子因不具有電荷與質量,擁有低能量耗損與不容易受到外界干擾的特性,能夠解決半導體在不斷微縮過程中,元件與導線的距離縮短導致電磁干擾導致操作延遲、能源損耗等相關的問題。因此光子成為后摩爾定律時代中新興的重要技術。歐盟在2009年歐盟所提出Key Enabling Technologies(KETs)的五項技術,即包含光子技術。光子技術的節(jié)能特征,將隨著倍數增加的運算、儲存需要而變得日益重要,各國也紛紛投入相關研究計劃支持。 XP<wHh  
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