光子芯片利用半导体发光技能,发光征象属半导体中的直接发光,靠光来传输信息和数据。芯片每平方毫米处理数据的速率达到300Gbps,比现有标准处理器快10-50倍[2]。普通来说,光子芯片打算速率极传输速率是电子芯片的1000倍,功耗是电子芯片的九万分之一。一定具备高速率,低能耗的特点。
光子芯片的工艺决定了它能成为不依赖极高端光刻机的量产芯片。光子芯片除了制作工艺略微大略,半导体的工艺材料也从第一代硅基晶圆发展为磷化铟,砷化镓的第二代半导体材料。将砷化镓作为光子芯片的材料,上风是砷化镓材料禁带宽度比较宽,比硅要宽;它是直接跃迁,直接跃迁就是光电转换效率较高,运用于太阳能领域,它能接管更多光谱,光电转换效率非常高。磷化铟比砷化镓传输速率更快,它的分外性表示在目前的5G领域,紧张用于光通讯领域,例如在大数据的传输过程中,磷化铟材料可用于吸收或发射。作为光子芯片的紧张材料,我们第一代硅不能直接发光,但是砷化镓和磷化铟可以直接发光。但是并不是所有的光子芯片都必须采取第二代半导体材料,材料的决定还是要根据工艺来。
从工艺上,光子芯片的生产工序依次为 MOCVD 外延成长、光栅工艺、光波导制作、金属化工艺、端面镀膜、自动化芯片测试、芯片高频测试、可靠性测试验证等,繁芜程度不亚于电子芯片。

从打算力上,类脑光子芯片仿照人脑的打算,通过光子携带信息在仿照大脑的神经网络构架下处理数据,使芯片达到像人脑一样高速并行且低功耗的打算。光子具有光速传播、抗电磁滋扰、任意叠加等特性,光学打算具有天然的并行打算特性,因而运算速率极快,且十分适宜做并走运算。以微纳光子集成为根本的光子芯片结合基于光学打算的神经网络数据处理系统是应对未来低功耗、高速率、宽带宽、大数据量信息处理能力的关键[3]。
人们想了很多方案来推动摩尔定律向前,3D封装,增加芯片面积等,然而利用光子打算方法替代传统电子打算方法将是办理摩尔定律困境以及冯•诺依曼架构的问题,即办理当前算力、功耗问题的极具潜力的路子之一。
[1]光子芯片的集成度已经到哪一步了?电子发热友网
[2]光子芯片。搜狗百科
[3]被热议的光子芯片,究竟厉害在哪里?光电汇OESHOW