Esos humildes chips que ejecutan los servidores en su centro de datos están evolucionando, a medida que los componentes ópticos se trasladan al chip mismo. Este método, conocido como tecnología fotónica de silicio, implica el uso de semiconductores de silicio como medio para las señales ópticas, lo que permite una señalización digital mucho más rápida de lo que es posible actualmente con los dispositivos semiconductores tradicionales basados en electrones.
La fotónica de silicio involucra varios componentes centrales. Primero, un láser está en el corazón de cualquier dispositivo óptico. Los láseres actuales utilizan silicio y fosfuro de indio para producir luz láser infrarroja coherente. Luego, los fotones deben modularse para romper la luz en pulsos ópticos. Las guías de ondas ópticas y otras interconexiones son necesarias para mover los pulsos de un lugar a otro. Y dado que un sistema 100% óptico, es decir, todos los chips ópticos con interconexiones ópticas, probablemente aún falten décadas, también debe haber un medio para convertir señales electrónicas en señales ópticas y viceversa.
Afortunadamente, cada uno de estos componentes ópticos se puede fabricar utilizando las mismas tecnologías básicas que se utilizan actualmente para fabricar semiconductores electrónicos. De hecho, es completamente posible fabricar componentes electrónicos y ópticos en el mismo sustrato, para crear chips híbridos que puedan realizar innumerables funciones de telecomunicaciones y redes.
A corto plazo, los chips fotónicos de silicio se implementarán en sistemas de transmisión de señales de alta velocidad, que superan con creces las capacidades del cableado de cobre. A principios de este año, Kotura Inc. anunció su motor óptico, que es capaz de alcanzar velocidades de datos de 100 Gbps mediante el uso de multiplexación por división de longitud de onda, lo que permite que múltiples señales de datos en diferentes longitudes de onda compartan las mismas vías ópticas. Dichos dispositivos son adecuados para centros de datos y aplicaciones de computación de alto rendimiento (HPC) donde la red Ethernet estándar basada en cobre es inadecuada. Otros importantes fabricantes de chips como IBM, Intel y NEC también están desarrollando dispositivos fotónicos de silicio.
A medida que la fotónica de silicio evoluciona y los chips se vuelven más sofisticados, espere ver que la tecnología se use más en tareas de procesamiento como la interconexión de múltiples núcleos dentro de los chips del procesador para aumentar el acceso a la memoria caché y los buses compartidos. Eventualmente, la fotónica de silicio puede estar involucrada en el procesamiento real, aumentando y quizás incluso reemplazando los transistores semiconductores de un chip con equivalentes ópticos para un mayor rendimiento informático.
Otra aplicación de la fotónica de silicio incluye la biometría. Investigadores de universidades como el Centro de Nano y Biofotónica de la Universidad de Ghent en Bélgica están utilizando la tecnología para crear dispositivos médicos implantables, como medidores de glucosa en sangre, utilizando un espectrómetro en chip junto con otros dispositivos de detección / diagnóstico médico.
