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光子技术没能与单片机芯片结合-深圳单片机开发方案公司

更新时间: 2019-01-07
阅读量:1290

硅光子技术没能与单片机芯片结合,为什么呢?深圳单片机开发方案公司英锐恩给你带来相关分享。随着硅集成电路上光学元件的应用逐渐增加,也许你会认为将光技术与处理器芯片直接结合是必然趋势。确实,有一段时间的确看似如此。

但事实上,人们完全轻视乃至忽略了一个事实:电子逻辑芯片的最小特征尺寸缩小的速度,与光子技术与其保持同步的能力之间,存在越来越大的差距。如今晶体管的特征尺寸仅为几纳米。利用7纳米CMOS技术,在芯片上1平方微米的区域可集成100多个通用逻辑晶体管,这还不包括晶体管上迷宫般复杂的铜连接线。在每个芯片上,除了数几十亿个晶体管,还需要十几层金属连线将这些晶体管连接起来,形成寄存器、放大器、算术逻辑单元,以及构成处理器核心和其他重要电路的复杂单元。

问题是,一个标准光组件,比如调制器,其尺寸不得小于所传输光的波长,这将尺寸限制在约1微米宽。摩尔定律无法解决这个问题,越来越先进的光刻技术也无能为力。这仅仅是因为电子非常“瘦”,波长仅为几纳米,而光子相对较“胖”。

既然如此,芯片制造商就不能干脆集成调制器,减少晶体管数量吗?毕竟现在芯片上有数十亿个晶体管。答案是:不可以。硅电子芯片每平方微米的面积承载着庞大的系统功能,即便仅用较低功能的元件(比如光元件)来替换少量的晶体管,造价也会十分昂贵。即使调制器与处理器直接集成可以改善性能和效率,也没有芯片制造商会接受如此高昂的成本。

用光子元件替换芯片上的电子元件还存在其他障碍,比如,光子元件并不能够提供芯片所需的某些关键功能(比如存储)。结论是光子元件与基本计算机芯片功能不兼容。即使不是这样,用光子代替发挥同等功能的电子也毫无意义。

综上所述,深圳单片机开发方案公司英锐恩很遗憾地告诉你硅光子技术没能与单片机芯片实现结合。