Electronics and Telecommunications Trends (전자통신동향분석)

Electronics and Telecommunications Research Institute (한국전자통신연구원)
권호 표지

Silicon Photonics Technology-The optical I/O platform for future computing and data communication

실리콘 포토닉스 테크놀로지-미래컴퓨팅, 데이터 통신을 위한 광I/O 플랫폼

  • 김경옥 (나노인터페이스소자연구실)
  • Published : 2016.12.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

실리콘 포토닉스 기술은 컴퓨터를 비롯한 여러 전자, 통신 기기들이 광 정보를 송수신하는 데 표준 실리콘을 이용하는 기술로, 기존 실리콘 반도체 기술과 호환될 수 있는 기술이다. 전자와 광의 융합기술로 실리콘 칩 사이, 또는 칩 내에서 빛으로 데이터를 주고받아, 데이터 전송속도를 획기적으로 올리면서도 전력 소모량을 크게 줄일 수 있는 것이 가능하다. 고성능, 저 생산비용과 낮은 소비전력 등의 장점 때문에, 전 세계적으로 실리콘 포토닉스 핵심기술/실용적 플랫폼 연구개발 및 상용화 경쟁이 이루어지고 있다. 본지에서는 실리콘 포토닉스 기술의 간략한 개요, 현재 동향 및 기술 이슈, 그리고 ETRI에서 연구개발된 실리콘 포토닉스 기술과 더불어 그 발전 전망에 대해 기술한다.

Keywords

References

  1. G. Reed A.P. Knights, "Silicon Photonics: an Introduction," John Wiley, Chichester, 2004.
  2. G.T. Reed, "Device Physics: The Optical Age of Silicon," Nature 427, Mar. 2004, pp. 595-596.
  3. A. Liu et al., "A High Speed Silicon Optical Modulator based on a Metal-Oxide-Semiconductor Capacitor," Nature 427, 2004, pp. 615-618. https://doi.org/10.1038/nature02310
  4. A.W. Fang et al., "Electrically Pumped Hybrid AlGaInAs-Silicon Evanescent Laser," Optics Express, vol. 14, no. 20, 2006, pp. 9203-9210. https://doi.org/10.1364/OE.14.009203
  5. Intel's Silicon Photonics, http://www.intel.com/content/www/us/en/architecture-and-technology/silicon-photonics/silicon-photonics-overview.html
  6. C. Gunn, "CMOS Photonics for High-Speed Interconnects," IEEE. Micro., vol. 26, no. 2, 2006, pp. 58-66.
  7. Luxtera's CMOS Photonics, https://www.luxtera.com
  8. IBM's Silicon Photonic Technology, May 12th, 2015, https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/46839.wss
  9. D. Miller, "Device Requirements for Optical Interconnects to Silicon Chips," Proc. IEEE, vol. 97, no. 7, 2009, pp. 1166-1185. https://doi.org/10.1109/JPROC.2009.2014298
  10. A. Novack et al., "30GHz Silicon Photonic Platform," Proc. in IEEE, International Conference on Group IV Photonics, WA4, 2013, pp. 7-8.
  11. G. Kim et al., "Silicon Photonic Devices based on SOI/Bulk-Silicon Platforms for Chip-Level Optical Interconnects," Proc. SPIE 9368, 2015, 93680Z-1-7
  12. G. Kim et al., "Low-Voltage High Performance Silicon Photonic Devices and Photonic Integrated Circuits Operating up to 30 Gb/s," Optics Express 19, 2011, pp. 26936-26947. https://doi.org/10.1364/OE.19.026936
  13. 김경옥, "미래컴퓨팅/데이터 통신에 혁신을 가져올 실리 콘 포토닉스 기술," ETRI Webzine, vol. 42_Story, 2015.7.16, https://webzine.etri.re.kr/20150710/sub04.html
  14. G. Kim, "Silicon Photonics Technology to Innovate Future Computing/Data Communication," ETRI Webzine #18, April, 2016.
  15. G. Kim et al., "Compact-Sized High-Modulation-Efficiency Silicon Mach-Zehnder Modulator based on a Vertically Dipped Depletion Junction Phase Shifter for Chip-Level Integration," Optics Letters 39, 2014, pp. 2310-2313. https://doi.org/10.1364/OL.39.002310
  16. I. Kim, et al., "High-Performance Photoreceivers based on Vertical-Illumination Type Ge-on-Si Photodetectors Operating up to 43 Gb/s at $\lambda$-1550nm," Opt. Express 21, 2013, pp. 30718-30725.
  17. J. Joo et al., "Silicon Photonic Receiver and Transmitter Operating up to 36 Gb/s for $\lambda$-1550 nm," Optics Express 23, 2015, pp. 12232-12243. https://doi.org/10.1364/OE.23.012232
  18. K. Jang et al., "High Performance Ge-on-Si Avalanche Photodetector," Proc. SPIE 97553, 2016, 997531C-1.
  19. G. Kim et al., "Single-Chip Photonic Transceiver based on Bulk-Silicon, as a Chip-Level Photonic I/O Platform for Optical Interconnects," Scientific Reports 5, 11329; doi: 10.1038/srep11329, 2015.
  20. H. Byun, et al., "Bulk-Si Photonics Technology for DRAM Interface," Photon. Res., vol. 2, no. 3, 2014, ppA25-A32. https://doi.org/10.1364/PRJ.2.000A25