集成光子学在高速通信领域早已崭露头角。现在,光子学正在进一步扩展到特定应用的用例中。

然而,特定应用的光子学带来了一些技术和后勤方面的挑战。为了缓解其中的一些挑战,光子计算公司iPronics正在开发软件可编程光子处理器技术。7月27日,iPronics成功筹集了370万美元,帮助加速其技术的采用,成为头条新闻:即所谓的第一个可通过软件重新配置的通用光子处理器。

 

Diagram of a software-defined general-purpose photonic processor

软件定义的通用光子处理器的示意图。图片由Nature Communications提供

 

集成光子变得特定

光子学最重要的发展之一是光子集成电路的发展。

集成光子学将传统光子系统(例如电信和数据中心中的光子系统)的关键组件缩小到单个半导体管芯上。单片集成可以显著影响整体性能,增加带宽、减小尺寸、降低功耗,并提高传统光子学的可靠性。

 

Comparison of how both integrated electronics and photonics have evolved

集成电子和光子学如何发展的比较。图片由iPronics提供

 

集成光子学的一个子集是专用光子集成电路(ASPIC)。与更通用的传统PIC不同,ASPIC经过优化,可以在传播损耗、功耗、占地面积和组件数量方面执行特定功能。与PIC相比,ASPIC由于其特殊性,往往为给定的应用程序提供更好的性能。

 

专用光子集成电路的吸引力

尽管ASPIC具有优势,但生产ASPIC需要多次设计和制造迭代,这使得开发极其缓慢和昂贵。作为替代方案,一些公司如iPronics正在引入可编程ASPIC。

可编程ASPIC将复杂的光子电路分解为在晶格中实现的相同2D单元的大型网络。在这种设置中,PIC可以使用专门的软件进行编程,该软件配置和定义每个单元的互连。此配置允许设计者从阵列中创建一个唯一的ASPIC。

 

Basic building blocks of programmable photonics

可编程光子学的基本构建块。图片由iPronics提供

 

与ASIC与FPGA的争论类似,可编程ASPIC提供了一些传统ASPIC无法获得的优势。

易于设计可能是可编程ASPIC最重要的优点。通过在软件中定义ASPIC,设计师可以像更改代码行一样轻松地开发设计并对其进行迭代。与其他硬件定义的解决方案相比,这大大缩短了ASPIC的上市时间。

除此之外,可编程ASPIC有助于PIC技术的民主化,因为它们使没有硬件或光子学专业知识的工程师能够开发自己的产品。这最终降低了工程师和消费者的成本。

 

iPronics的下一个目标:FPPGA芯片

随着iPronics最近的资金发现,该公司打算将注意力集中在开发可编程计算光子核心上:可编程光子用于执行物理计算的设备。iPronics是西班牙巴伦西亚技术大学的子公司,目前拥有这项技术的七项专利。

筹集的370万美元还将帮助该公司发展其研发团队,最终目标是开发现场可编程光子门阵列(FPPGA)芯片。