คำมั่นสัญญาของซิลิคอนโฟโตนิกส์

ความต้องการข้อมูลของโลกกำลังเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ โดยได้รับแรงหนุนจากแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่โซเชียลเน็ตเวิร์กและสตรีมมิ่งมีเดีย ไปจนถึงการแพทย์ที่ขับเคลื่อนด้วยจีโนมิกส์ และการเพิ่มจำนวนของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อภายใน “อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง” การเติบโตของคอมพิวเตอร์พกพานั้นโดดเด่นเป็นพิเศษ หน่วยงานโทรคมนาคมของสหประชาชาติระบุว่า ภายในปี 2556 จำนวนการสมัครใช้บริการ

โทรศัพท์มือถือ

ใกล้จะเท่ากับจำนวนมนุษย์บนโลกแล้ว ในทางกลับกัน โทรศัพท์พื้นฐานไม่เคยเข้าถึงเกิน 25% ของประชากรทั่วโลกโอกาสมากมายที่เทคโนโลยีและบริการเหล่านี้มอบให้  และไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนั้น – ทำให้มั่นใจได้ว่าผู้คนจะยังคงค้นหาวิธีการใหม่ๆ สำหรับข้อมูลในการเชื่อมต่อ 

สร้างความบันเทิง ให้ข้อมูล และช่วยเหลือเรา แต่การใช้ข้อมูลที่เพิ่มขึ้นนี้มีค่าใช้จ่าย ในปี 2009 Google เปิดเผยว่าการค้นหาทางอินเทอร์เน็ตหนึ่งครั้งใช้พลังงานประมาณ 1 กิโลจูล ในปี 2559 ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมประเมินว่าศูนย์ข้อมูลของโลก เซิร์ฟเวอร์และสวิตช์ขนาดมหึมา  

ใช้พลังงานไฟฟ้ามากกว่าทั่วทั้งสหราชอาณาจักรเกือบ 40% ตัวเลขมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตั้งแต่นั้นมา เนื่องจากปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นได้แซงหน้าการปรับปรุงประสิทธิภาพไปมากความท้าทายอีกประการหนึ่งสำหรับโลกที่ต้องใช้ข้อมูลมากคือ แม้แต่ในระดับอุปกรณ์ของผู้บริโภค อัตราข้อมูล

ก็เริ่มเกินความสามารถของเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างกันทั่วไป ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของพิกเซลที่ไม่ธรรมดาและอัตราเฟรมที่สูงของโทรทัศน์ความละเอียดสูงรุ่นล่าสุดทำให้สาย HDMI ทองแดงแบบเดิมไม่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อยๆ แม้ในระยะทางที่ค่อนข้างสั้นที่พบในระบบความบันเทิง

ภายในบ้าน ระดับการเสื่อมของสัญญาณในสายเคเบิลดังกล่าวก็มีความสำคัญปัญหาหลักที่นี่คือระบบข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปต้องใช้สายไฟในการชาร์จและคายประจุเพื่อส่งข้อมูลเล็กน้อยจากจุด A ไปยังจุด B แม้แต่ในสายไฟขนาดเล็กที่พบในชิป CPU และ RAM วงจรการคายประจุนี้ ใช้ทั้งพลังงาน

และเวลา 

ดังที่ David Miller นักฟิสิกส์ประยุกต์และวิศวกรไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกาได้ชี้ให้เห็นแล้วว่า พลังงานส่วนใหญ่ที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลมุ่งไปที่การสื่อสาร ไม่ใช่ตรรกะ แม้ที่ระดับเกต ตัวขับเคลื่อนหลักของการกระจายพลังงานคือความจุของสายไฟที่ถูกชาร์จและคายประจุ 

ซึ่งมีจำนวนประมาณ 200 แอตโตฟารัด (10–18 F) ต่อไมครอนของลวด ในระดับศูนย์ข้อมูล ฟาร์มเซิร์ฟเวอร์ที่ใหญ่ที่สุดอาจใช้พลังงานไฟฟ้าเท่ากับโรงไฟฟ้าทั้งหมดปัญหาหลายอย่างเหล่านี้จะลดลงอย่างมากหากสายเคเบิลและสวิตช์ได้รับการกำหนดค่าให้สื่อสารโดยใช้โฟตอนแทนอิเล็กตรอน 

คำมั่นสัญญาของโฟโตนิกส์ในการคำนวณและการสื่อสารจริง ๆ แล้วขยายไปไกลกว่านั้น ครอบคลุมความเป็นไปได้ใหม่ ๆ สำหรับลอจิกและการประมวลผล ตลอดจนแนวทางบางอย่างในการคำนวณควอนตัม แอปพลิเคชันเหล่านี้อยู่ในอนาคตอันใกล้ถึงระยะกลาง แต่การเชื่อมต่อระหว่างกันแบบโทนิค

มีให้ใช้งานแล้วในปัจจุบัน โดยมีข้อดี ได้แก่ ความสามารถในการปรับขนาด ความจุ ความขนาน ความยาวลิงก์ที่ยาวกว่า และความเร็ว แม้แต่แอปพลิเคชันของผู้บริโภคก็ยังได้รับประโยชน์ ขณะนี้สาย สามารถรองรับอัตราเฟรมสูงสำหรับการแสดงผลที่มีความกว้าง 4,000 หรือ 8,000 พิกเซล 

ฆ่าปิดลูป

มีเพียงข้อเดียว: การวนซ้ำนั้นช้าเกินกว่าจะใช้งานได้จริงสำหรับการทดสอบและการประกอบอุปกรณ์นับพันจากเวเฟอร์แต่ละอันในภายหลัง เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไม ลองพิจารณาช่วงแรกของการผลิตแผ่นเวเฟอร์ เช่นเดียวกับการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ต้นทุนการผลิตซิลิคอนโฟโตนิกส์เวเฟอร์

เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของราคาชิปสำเร็จรูป เนื่องจากผลผลิตของแผ่นเวเฟอร์ไม่ได้หมายถึง 100% จึงสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจที่จะทิ้งอุปกรณ์ที่ชำรุดก่อนที่จะถึงขั้นตอนการบรรจุหีบห่อ ซึ่งต้นทุนจะสูงกว่ามากในการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์ กระบวนการควบคุมคุณภาพนี้ดำเนินการโดยใช้เครื่องมือพิเศษ

ที่เรียกว่าเวเฟอร์โพรเบอร์ ซึ่งกำหนดให้ชิปแต่ละตัวสัมผัสกับอิเล็กโทรดคล้ายเข็มที่แม่นยำซึ่งจะกระตุ้นและสังเกตการตอบสนอง มักจะผ่านชั้นวางเครื่องมือที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม ในการทดสอบชิปโทนิคแบบเดียวกันนี้ การสัมผัสทางไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ แสงจะต้องเชื่อมต่อ

เข้าและออกจากวงจรโทนิคที่ฝังอยู่ในชิป และประสิทธิภาพของชิปที่วัดด้วยวิธีทางแสง องค์ประกอบอาร์เรย์มีความท้าทายเป็นพิเศษ เนื่องจากอุปกรณ์ต้องหมุนให้อยู่ในทิศทางที่ตรงกันอย่างแม่นยำ รวมทั้งแปลให้อยู่ในแนวขวางที่แคบ ตามเนื้อผ้า การปรับให้เหมาะสมของการจัดเรียงนี้จำเป็นต้องดำเนินการ

แบบขั้นตอน ด้วยการปรับเชิงมุมสลับกับการจัดแนวใหม่ตามขวางเพื่อชดเชยความไม่ตรงกันระหว่างแกนออปติกและแกนหมุน การดำเนินการนี้อาจใช้เวลาหลายนาที ซึ่งเป็นระยะเวลาที่ยอมรับไม่ได้ (และไม่ประหยัด) เนื่องจากเวเฟอร์แต่ละแผ่นสามารถบรรจุชิปซิลิคอน-โฟโตนิกส์ได้หลายพันชิ้น

เมื่อเร็ว ๆ นี้ โซลูชันได้เกิดขึ้นในรูปแบบของแนวทางใหม่ในการค้นหาการไล่ระดับสีแบบดิจิทัล ซึ่งช่วยให้ตัวกำหนดตำแหน่งทางอุตสาหกรรมสามารถค้นหาการไล่ระดับสีในหลาย ๆ ช่องสัญญาณ อินพุต และ DOF ในเวลาเดียวกัน แทนที่จะทำการเคลื่อนไหว theta-Z เล็กๆ ซ้ำๆ สลับกับการแก้ไข XY 

ในช่วงเวลาไม่กี่นาที เทคโนโลยีนี้สามารถดำเนินการจัดแนว XY และ theta-Z พร้อมกัน โดยใช้กระบวนการค้นหาการไล่ระดับสีสองกระบวนการควบคู่กันไป วิธีการค้นหาแบบไล่ระดับสีแบบดิจิทัลแบบขนาน (PDGS) สามารถปรับขนาดได้สูงสุดหกองศาอิสระสำหรับอุปกรณ์แต่ละชิ้น 

credit: worldofwarcraftblogs.com Dialogues2004.com KilledTheJoneses.com 1000hillscc.com trtwitter.com bajoecolodge.com SnebLoggers.com withoutprescription-cialis-generic.com DailyComfortChallenge.com umweltakademie-blog.com combloglovin.com