Photonique, les processeurs de communication de nouvelle génération

Y a-t-il un besoin pour des iPhones et smartphones photoniques ? Nous avons un sujet très intéressant aujourd'hui avec notre invité Daniel Pérez López, le CTO et Co-Fondateur de iPRONICS, la photonique programmable.

« Quand nous parlons de photonique programmable, nous faisons référence à la capacité de premièrement intégrer des signaux lumineux dans une puce semi-conductrice, ce qui est largement connu sous le nom de photonique intégrée, optique intégrée. » -Daniel Perez Lopez

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Points forts de l'émission :

• introduction à Daniel Perez Lopez, co-fondateur et CTO de iPronics
• Qu'est-ce que la photonique programmable ?
• Le domaine photonique ou le domaine de la photonique intégrée, est principalement limité à deux segments de marché clés à grand volume que sont les transceivers et les centres de données
• Un des avantages croissants de la photonique est la capacité à configurer des systèmes, en temps réel basé sur la condition environnementale spécifique et la performance spécifique
• La technologie photonique comme une technologie complémentaire à l'électronique
• Daniel décrit la structure du processeur photonique de iPronics et comment il fonctionne
• iPronics a résolu la miniaturisation, ils croient que réduire le facteur de forme est un moyen d'ouvrir leur produit à un plus grand marché
• Y a-t-il un besoin pour des iPhones et smartphones photoniques avec un processeur photonique pur ?
• Daniel énumère les diverses applications photoniques y compris dans les systèmes RF
• La cointégration de lasers avec les circuits intégrés photoniques n'est plus de la science-fiction
• Technologie améliorée, plus tôt que tard ; intégrer un éjecteur photo haute performance dans la puce n'est plus un défi
• Les lasers semblent cool, mais la miniaturisation ou se concentrer sur le facteur de forme et fournir des systèmes haute performance sont plus prioritaires
• Y a-t-il un produit iPronics actuellement disponible en vente libre pour l'intégration ?
• iPronics se concentre sur l'espace des communications pour les communications optiques et la gestion pour les communications RF et le traitement des communications intra centres de données

Liens et ressources :

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  • Informatique quantique électronique vs. photonique : les nouveaux puces vont changer la donne
  • Interconnexions optiques dans la conception de PCB : progrès en 2020 et au-delà
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Transcription :

Daniel Perez Lopez :

Exactement. C'est une question de coût. C'est une question de temps, et c'est aussi une question de performance qu'un dispositif photonique programmable permet. Donc, au-delà du prototypage ou du développement rapide, nous chez iPronics croyons certainement qu'il y a quelque chose au-delà de ces avantages.

Zach Peterson :

Bonjour à tous et bienvenue sur le podcast Altium On Track. Je suis votre hôte, Zach Peterson. Aujourd'hui, nous parlons avec Daniel Perez Lopez, co-fondateur et CTO d'iPronics. C'est un domaine intéressant qui est bien sûr une de mes passions. Aujourd'hui, nous allons parler de photonique et spécifiquement des puces photoniques programmables. Daniel, merci beaucoup d'être avec nous aujourd'hui.

Daniel Perez Lopez :

Merci. C'est un plaisir.

Zach Peterson :

Oui, donc les gens qui me connaissent ou qui ont regardé l'émission ou n'importe laquelle de mes autres vidéos depuis un moment savent que je viens de l'optique puis je suis passé à l'électronique, et ce que vous faites, je pense, est un peu une fusion entre l'optique et l'électronique. Alors peut-être nous dire ce que fait iPronics, quel est votre produit.

Daniel Perez Lopez :

Parfait. Donc oui, je pense que juste pour expliquer le concept, quand nous parlons de photonique programmable, nous faisons référence à la capacité de premièrement être capable d'intégrer des signaux lumineux dans une puce semi-conductrice ce qui est largement connu comme la photonique intégrée, l'optique intégrée. C'est le domaine qui nous permet d'avoir des émetteurs-récepteurs pour les connexions internet pour les centres de données et ainsi de suite. Mais quand nous avons le mot-clé programmable, nous faisons référence à autre chose, qui est l'expansion du domaine pour fournir la capacité de programmer la séquence basée sur la lumière. Donc juste pour donner un exemple spécifique, un secret intégré photonique aujourd'hui et pendant les derniers, je dirais 20 ans ressemble à une puce où nous intégrons des guides d'ondes plutôt que des fils. Donc nous sommes capables d'intégrer des signaux optiques, de les amener dans une puce optique, et nous sommes capables de faire un certain traitement au sein de ce secret intégré photonique.

Mais ce que nous permettons, c'est la programmabilité de ce signal. Il y a un parallélisme que nous pouvons utiliser ici, qui est l'array de portes programmable sur le terrain, un dispositif logique programmable en électronique versus un secret intégré spécifique à une application en électronique. Donc iPronics fournira cet homologue programmable FPGA, mais dans ce cas avec un secret intégré photonique plutôt qu'avec de l'électronique.

Zach Peterson :

Donc, je pense que cela implique que jusqu'à présent, la plupart des circuits intégrés photoniques étaient essentiellement statiques, comme les Asics, comme vous dites.

Daniel Perez Lopez :

Exact. Comme je l'ai mentionné, le domaine photonique ou le champ des photoniques intégrées, est principalement limité à deux segments de marché clés axés sur le volume, qui sont les transceivers et les centres de données. Donc, la génération de circuits qui nous permet de déplacer des données dans les réseaux optiques et au sein des centres de données. Mais la technologie a mûri au cours des 30 dernières années et a démontré être compétitive dans différents domaines d'application, du LIDAR au traitement optique dans d'autres domaines comme, par exemple, la photonique quantique ou des opérations plus classiques. Il est également connu, par exemple, que l'on peut utiliser la génération et la détection de traitement de signal RF assistées par séquence d'intégrité photonique. Et il y a également une opportunité là pour l'intégration de ces systèmes et composants.

Cependant, puisque nous sommes tous contraints ou que la technologie est contrainte à des conceptions spécifiques à l'application, alors le temps de mise sur le marché pour le développement est vraiment élevé et il n'y a que quelques entreprises qui peuvent réellement investir dans ces types de cycles d'itération longs. Cependant, l'ajout d'un dispositif photonique programmable de la même manière que cela se passe avec les FPAs en électronique, est une opportunité de réduire drastiquement ces temps de développement et également le coût global lié au développement d'un produit basé sur un circuit intégré photonique.

Zach Peterson :

Je vois. Donc, le marché a vraiment besoin d'une solution programmable simplement en raison de la taille limitée du marché, en particulier pour les Asics, soit les coûts de traitement et de fabrication diminuent considérablement pour tous ces photoniques spécifiques à l'application, soit vous devez avoir une solution programmable pour pouvoir le mettre sur le marché.

Daniel Perez Lopez :

Oui, oui, exactement. C'est une question de coût. C'est une question de temps et c'est aussi une question de performance qu'un dispositif photonique programmable permet. Donc, au-delà du prototypage ou du développement rapide, nous chez iPronics croyons certainement qu'il y a quelque chose au-delà de ces avantages. Par exemple, pour citer des applications concrètes, si vous pensez à, disons par exemple, un système RF frontal qui demande une certaine adaptabilité à la notabilité, flexibilité, si vous pensez aux stations de base de la prochaine génération 5G 6G, il y a une forte demande d'adaptabilité et être capable de reconfigurer votre système en temps réel en fonction des conditions environnementales spécifiques ou en fonction d'une performance spécifique que vous devez obtenir à un moment ou à un autre. Donc, la photonique programmable, va même au-delà de la réduction des coûts et du temps de développement. Il s'agit également de performances clés qui permettront les systèmes de communication ou les processeurs de la prochaine génération.

Zach Peterson :

Alors, en parlant de processeurs de nouvelle génération, un domaine où je vois constamment ce type de processeur apparaître, que ce soit un processeur quantique, un processeur photonique ou un processeur photonique quantique, c'est le traitement de l'IA. Ainsi, des puces spécialisées qui pourraient être intégrées dans le centre de données et qui peuvent se connecter directement via un lien optique entre les serveurs, puis elles ont une très haute capacité de calcul et peuvent traiter toutes ces données pour l'IA, est-ce le type de marché que vous ciblez ou visez-vous peut-être des dispositifs plus petits qui ont besoin d'une haute capacité de calcul et qui peuvent bénéficier de ce type de solution par rapport à, disons, un petit processeur FPGA pour diverses raisons ?

Daniel Perez Lopez :

Oui, c'est certainement une bonne question. Il y a beaucoup d'entreprises dans le domaine aujourd'hui, la plupart d'entre elles sont nées, je dirais, au cours de la dernière décennie ou même des cinq dernières années, qui poursuivent cette course pour le matériel et le logiciel d'IA photonique. Il y a une discussion au sein de la communauté, à la fois dans l'industrie et dans le monde académique, où tout le monde essaie d'analyser quel est le véritable avantage de la technologie photonique. Comme vous l'avez mentionné, c'est une substitution directe de ce que nous réalisons aujourd'hui par des moyens numériques, c'est une technologie comparative qui nous permet de compléter là où l'électronique n'est pas capable de livrer. Nous croyons certainement que la technologie photonique est une technologie complémentaire à l'électronique. Dans la plupart des cas, ou dans des cas d'application spécifiques, il n'est pas sensé d'essayer de substituer une technologie qui fonctionne déjà bien pour une fonctionnalité spécifique. Donc, plutôt que de réinventer la roue pour quelque chose qui fonctionne, en fait, les personnes, les praticiens, les ingénieurs en photonique programmable, les ingénieurs en photonique, les concepteurs et les entreprises cibleront ce qui produit réellement la performance de la prochaine génération.

En termes, par exemple, vous avez mentionné l'IA. Avec l'IA, vous pouvez essayer de cibler la multiplication et l'accumulation de données dans le domaine photonique ou vous pouvez essayer de vous concentrer sur les interconnexions, le mouvement des données entre les différentes ressources, DPU et autres systèmes dans les grappes de calcul par exemple, c'est une discussion ouverte qui est aujourd'hui dans la communauté. Chez iPronics, ce sur quoi nous nous sommes concentrés au cours de nos trois premières années a été de pouvoir livrer quelque chose de tangible à nos clients. Je pense que nous sommes l'une des rares entreprises qui sert réellement des produits aux clients aujourd'hui plutôt que d'essayer d'inventer l'avenir. Donc, nous livrons déjà dans le présent et cela nous permet de recevoir des retours directs des entreprises. Nos clients travaillent dans de nombreux domaines différents, certains dans les communications, certains dans le traitement pur du signal, certains dans le traitement du signal photonique RF, et certains même dans le calcul. Nous sommes donc très proches de tous ces marchés et recevons leurs retours et travaillons déjà sur nos produits de prochaine génération basés sur ces retours.

Zach Peterson :

Donc, quand vous dites que quelqu'un va utiliser l'un de vos systèmes ou l'un de vos produits, je pense que lorsque quelqu'un entend circuit intégré photonique, il va essayer de l'intégrer, disons, dans un PCB ou dans un assemblage électronique et il va se dire, comment puis-je obtenir une interface optique dans la puce ? Comment puis-je faire entrer des signaux dans la puce ? Y a-t-il une interface électrique ou est-ce tout optique ?

Daniel Perez Lopez :

C'est une excellente question. Aujourd'hui, nos processeurs photoniques ressemblent à un système en rack où nous avons intégré tout ce dont vous avez besoin. Donc, en gros, toute l'électronique de contrôle nécessaire pour piloter le processeur, nous avons toutes les interfaces optiques, nous avons un peu de logique à l'intérieur du dispositif. Nous avons, en résumé, la couche photonique, la couche électronique et la couche logicielle par-dessus tout. Ce que nous permettons à nos utilisateurs, et nous reconnaissons que nous le mesurons également, comme certains d'entre eux ont un solide background en physique, en photonique et en équipement optique en général. Certains d'entre eux n'ont jamais entendu parler de photonique, donc ils veulent utiliser le système comme une boîte noire. Dans ce cas, ce que nous avons fait, c'est développer un kit de développement logiciel qui permet à nos développeurs photoniques promus, clients, utilisateurs d'utiliser la technologie sans avoir besoin d'être experts dans le domaine.

Donc, s'ils ont un background général en programmation, ils peuvent utiliser nos kits de développement logiciel de bibliothèque pour programmer leurs interconnexions optiques, commutateurs optiques, diviseurs de faisceau optiques. Ainsi, ils sont capables de régler l'amplitude sur la phase de la lumière s'ils veulent atteindre ce niveau. Mais en même temps, s'ils veulent juste garder une perspective de membre du système élevée, je veux juste un routeur à commutation optique ou un filtre optique. Ils mettent juste les spécifications et le système est programmé pour eux. D'un point de vue interaction, vous pouvez faire entrer et sortir vos signaux au moyen de connecteurs à fibre optique. Nous avons donc travaillé sur des interfaces spécifiques pour connecter ces fibres optiques avec les secrets intégrés photoniques avec un réseau de fibres. Et vous demandez également à propos des interfaces. Nous développons déjà un système qui vous permet de programmer également des signaux RF. Donc, être capable de mélanger des signaux RF à haute vitesse avec des signaux optiques. Donc, dans ce sens, les interfaces ressemblent à des connecteurs RF, des réseaux de fibres et ensuite un port de communication pour communiquer avec la logique du dispositif.

Zach Peterson :

Donc, étant donné qu'il s'agit d'un système en rack, je pense que cela a du sens pour l'environnement du centre de données où tout est en racks. Cela a du sens. Un autre domaine où cela a du sens est l'embarqué militaire. Ils sortiront sur le terrain, installeront des racks et feront essentiellement la même chose qu'un centre de données, mais à plus petite échelle, et je suis sûr que nous pouvons trouver d'autres exemples. Maintenant, étant donné qu'il s'agit d'un système en rack, bien sûr, il est très grand, pas portable à moins que vous ne déplaciez un rack avec une alimentation portable. Comment faites-vous pour prendre cela et ensuite peut-être le réduire et éventuellement apporter cette technologie à des dispositifs plus petits qui n'ont pas besoin d'être montés en rack ? Est-ce possible ? Est-ce quelque chose que vous avez sur la feuille de route ? Que pensez-vous de cette possibilité ?

Daniel Perez Lopez :

Oui, c'est certainement la question. J'ai mentionné auparavant que probablement nous sommes l'une des rares entreprises sur le marché qui a été capable de livrer quelque chose et cela a été notre processus de prise de décision, notre devise tout le temps, être capable de mettre cela sur le marché le plus tôt possible afin que nos utilisateurs, clients puissent réellement profiter de la technologie plus tôt que tard. Il vaut mieux avoir quelque chose basé sur un rack en 2022 plutôt que d'attendre 2026 pour avoir quelque chose avec un facteur de forme plus petit. Nous avons donc essentiellement décidé que c'était la voie à suivre. Et cela dit, nous avons déjà travaillé sur la miniaturisation de l'appareil.

La plupart des problèmes ou tous les problèmes, les défis qui viennent avec la réduction du facteur de forme ont déjà été atténués de notre côté. Nos prochaines générations vont être de plus en plus petites jusqu'à atteindre les limites fondamentales. Maintenant, je ne pense pas que les limites fondamentales soient proches dans le futur. Comme vous l'avez mentionné, être capable de miniaturiser l'appareil deux fois par an, ce n'est pas quelque chose de fou. Et comme vous l'avez mentionné, nous croyons vraiment que réduire le facteur de forme est également un moyen d'ouvrir les portes à des segments de marché supplémentaires. Aujourd'hui, l'équipement basé sur un rack vous permet d'être dans des laboratoires dans des universités, dans des entreprises, dans des centres de données, mais miniaturiser le facteur de forme permet certainement de démocratiser encore plus la technologie. Donc oui, cela est totalement en alignement avec l'entreprise.

Zach Peterson :

Oui, il y a une blague que je fais souvent sur le quantique, qui est qu'il serait vraiment génial si nous pouvions avoir un iPhone quantique, mais il faut prendre tout ce système de refroidissement et la puce elle-même et les miniaturiser à un facteur de forme d'iPhone. Cela me fait bien sûr me demander si un jour nous aurons un iPhone photonique ou un Galaxy photonique si vous êtes un utilisateur Samsung.

Daniel Perez Lopez :

Oui, probablement cela est aligné avec l'un de mes commentaires précédents qui est d'essayer de réinventer ce qui fonctionne déjà très bien. Par exemple, pourquoi ? Alors la question serait, pourquoi avons-nous besoin d'un smartphone photonique ? Quel type de problème essayons-nous de résoudre ? Bien sûr, aujourd'hui nous avons cet écran, qui est une technologie photonique pour l'écran. Certains des téléphones mobiles ont des capteurs basés sur la photonique, mais si nous parlons d'un smartphone photonique et de quelque chose qui remplace totalement le processeur par un processeur photonique pur, je ne pense pas que nous ayons ce besoin aujourd'hui. Donc, ce sur quoi nous nous concentrons maintenant, c'est, encore une fois, écouter le marché, quels sont les besoins réels ? Jusqu'à présent, personne n'a demandé de téléphone basé sur la photonique, donc nous essayons de nous concentrer sur, oui, comme vous l'avez mentionné, obtenir de meilleurs facteurs de forme, améliorer la technologie dans son ensemble et permettre la prochaine génération.

Par exemple, je pense que puisque vous avez mentionné les téléphones, un domaine dans lequel nous croyons que la photonique programmable est d'un grand intérêt est les stations de communication de la prochaine génération 5G, 6G. Nous croyons vraiment que l'adaptabilité, la flexibilité qui est demandée par les nouveaux protocoles et aussi avoir un système que vous avez besoin de deux ans pour mettre à niveau d'un point de vue matériel ne va pas bien avec quelque chose qui est demandé d'être extrêmement flexible, améliorable du protocole de la prochaine génération au protocole de la prochaine génération. Avoir la possibilité de mettre à jour votre matériel juste par des mises à jour logicielles, et cela n'est possible qu'avec la photonique programmable.

Zach Peterson :

Alors, vous avez mentionné l'analogie d'un FPGA avec la photonique programmable, n'est-ce pas ? Donc, je suppose que quelqu'un pourrait légitimement demander, pourquoi un FPGA échouerait-il dans cette application ? Pourquoi une puce photonique programmable a-t-elle l'avantage ?

Daniel Perez Lopez :

Oui, oui. C'est une excellente question. Nous entrons alors dans le domaine de la comparaison des avantages de la photonique par rapport à l'électronique en général, et non par rapport à d'autres approches photoniques. Et pour répondre à cette question, là où la photonique excelle, c'est dans une grande variété de domaines. Comme par exemple, si vous utilisez la photonique pour assister des systèmes RF, la photonique vous permet de fournir une flexibilité considérable, par exemple, être capable de créer un filtre reconfigurable qui peut fonctionner avec des signaux à disons 28 gigahertz, 37 gigahertz, 10 gigahertz, cinq gigahertz. Pouvoir faire cela de manière reconfigurable avec des systèmes RF est un véritable défi. Donc, avoir un filtre RF que vous pouvez filtrer directement dans le domaine RF ou domaine RF-électronique, être capable de reconfigurer la bande passante et en même temps la fréquence centrale est un défi pour les systèmes RF actuels.

C'est quelque chose que la photonique peut potentiellement aider. Pourquoi ? Parce que vous utilisez un modulateur. Vous obtenez votre signal du domaine RF au domaine photonique où vous avez toute la flexibilité dont vous avez besoin, et ensuite vous pouvez revenir au domaine RF ou aux ondes millimétriques pour avoir votre signal converti et traité. De même, vous pourriez vouloir avoir des connexions de canal de fibre à antenne, et dans ce cas, votre interface est déjà optique. Donc, si vous voulez résoudre cela avec un FPGA électronique ou un moteur électronique, vous devez convertir votre signal optique en courant avant de faire tout type de traitement.

Si vous avez le signal qui arrive déjà dans le domaine optique, vous pouvez en bénéficier et effectuer un traitement là-bas avec une pré-configurabilité massive. Si vous êtes basé sur la fibre plutôt que sur un câblage électronique, vous pouvez également bénéficier d'une faible perte de distribution et ensuite vous pouvez distribuer votre signal sur différentes fibres et zones. Bien sûr, cette conversation dépend des applications sur lesquelles nous nous concentrons. Dans ce cas, nous parlons d'opportunités pour les futures stations de base et les communications 5G, 6G, mais cela s'appliquerait également à d'autres applications.

Zach Peterson :

Donc, vous avez mentionné, ou vous avez parlé de l'interface entre la RF et la photonique, et nous parlons déjà de l'interface entre l'électronique et la photonique, et je pense que pour certaines personnes cela peut être un peu difficile, mais au moins il y a une analogie là pour les LED et les photodiodes et des choses comme ça qui sont un peu plus intuitives. Mais comment arrivez-vous à cette interface entre la RF et la photonique ? Faites-vous de la RF sur fibre mais sur la puce ?

Daniel Perez Lopez :

Oui, c'est une bonne question. Donc, les deux interfaces clés que vous devez associer aux mondes de la RF et de la photonique, comme vous l'avez mentionné, sont le modulateur, où vous avez une entrée RF dans le modulateur puis le modulateur possède un laser, et à la sortie du modulateur, ce que vous avez, c'est le signal modulé qui porte essentiellement le support de la porteuse optique comme un défi, et ensuite votre information a maintenant sauté de quelques gigahertz au domaine optique, qui est à des fréquences extrêmement élevées. Donc, si vous comparez l'entrée et la sortie du modulateur, maintenant vous passez à 193 térahertz.

Vous êtes maintenant dans le domaine optique. Vous effectuez le traitement, et ensuite, si vous avez un photoéjecteur, vous pouvez obtenir le battement du signal avec la porteuse et ramener le signal au domaine RF. C'est ainsi que fonctionnent les deux interfaces de base. Pour quelqu'un qui n'est pas familier avec cela, typiquement vous avez réellement besoin d'un pilote et d'obtenir le secret ou un circuit qui vous permet de déplacer votre signal RF dans le modulateur, essentiellement vous devez adapter l'impédance avec 50 ohms selon le modulateur que vous avez pour convertir le signal au domaine optique. Et de manière similaire pour la photodiode. Vous avez également besoin d'avoir un émetteur-récepteur qui est un amplificateur si vous voulez convertir votre photo du domaine optique au domaine électronique, et ensuite être capable d'amplifier le signal pour obtenir un bon signal.

Zach Peterson :

D'accord. Donc, l'autre chose que vous avez mentionnée est que vous modulez essentiellement un signal laser, si j'ai bien compris. Et l'autre chose à laquelle je pense que les gens penseront lorsqu'ils entendent cela est que tout cela est dans le domaine visible, mais ce n'est pas dans le domaine visible. Tout cela se passe à des longueurs d'onde de fibre standard, correct ?

Daniel Perez Lopez :

Oui, oui. Donc oui, c'est exact. Alors, ce qui se trouve aujourd'hui dans la puce de nos appareils, nous intégrons la logique de traitement photonique programmable. Tout, ce n'est pas seulement le cœur optique reconfigurable, mais aussi certains composants passifs, certains blocs IP reconfigurables, c'est probablement comme les autres blocs spécifiques à une application sont tous ensemble au sein de nos secrets d'intégrité photonique. Notre laser aujourd'hui n'est pas au sein du secret d'intégrité photonique, mais encore, la technologie, la technologie photonique intégrée a considérablement mûri au cours des 10 dernières années concernant la cointégration des lasers avec les circuits intégrés photoniques. Donc, ce n'est plus de la science-fiction d'être capable de mettre un laser cointégré avec la puce. Et pour répondre à votre question, si vous avez un système radio ou à fibre, cela signifie qu'une partie du système est distribuée, donc vous avez une fibre optique qui connecte deux points. Il peut s'agir d'un émetteur dans une station de base ou un bureau central, il peut s'agir d'un récepteur dans une antenne ou ailleurs.

Ces deux points sont connectés par un lien optique ou cela peut être aussi au sein d'un centre de données. Vous pouvez avoir une fibre optique connectant un dos à l'autre. Dans ce cas, nous parlons de communications à courte portée ou à longue portée, et la logique derrière est similaire. Nous utilisons un chemin optique pour être capable de transiter un signal lumineux qui transporte des informations, et ces informations ont été générées par un émetteur-récepteur qui, essentiellement, ou un modulateur externe qui génère ce signal de l'autre domaine au domaine optique. Ensuite, nous passons par la fibre, nous arrivons à la partie finale du lien, nous ne convertissons pas le signal, et nous pouvons maintenant revenir au domaine électronique pour pouvoir l'utiliser. Aujourd'hui, les modulateurs à haute vitesse, les photodétecteurs à haute vitesse sont une technologie, un composant qui peut être intégré dans la puce et dans notre séquence photonique programmable, nous intégrons également des modulateurs à haute vitesse et des photodétecteurs.

Zach Peterson :

Donc, en termes de structure de la puce, d'accord, je comprends que vous intégrez plus de modulateurs à haute vitesse et des choses comme ça sur la puce, mais ensuite vous avez mentionné les sources lumineuses et puis les détecteurs de lumière ainsi que l'un des défis de l'intégration. J'étais à une conférence sur la photonique de l'IEEE il y a environ quatre ans, et il y avait un panel entier juste sur ce sujet de comment intégrer les sources lumineuses et les détecteurs de lumière sur la photonique sur silicium, et c'était en 2019. Alors, quels ont été les progrès depuis ? Parce qu'à l'époque, ils parlaient encore de savoir si nous devions tout basculer sur Saega ? Devons-nous faire de la photonique deux six ? Quels ont été les progrès depuis ?

Daniel Perez Lopez :

Donc, en ce qui concerne les détecteurs, je ne pense pas que ce soit un problème désormais. Il est bien connu que dans la photonique sur silice, ce que vous faites, c'est intégrer votre manuel à votre couche manuelle. Ainsi, ce matériau est accessible pour obtenir de bons détecteurs photo performants sur la puce pour créer vos récepteurs, et c'est un matériau compatible avec toute la base de processus et ainsi de suite. Donc, intégrer un photoéjecteur haute performance dans la puce, ce n'est pas un défi. En effet, ils s'améliorent de plus en plus en termes de responsivité, de courant obscur. Donc, les deux métriques clés pour l'équilibre de communication clé. Concernant le laser, c'est quelque chose que nous avons décidé que nos produits de première génération n'iront pas avec la cointégration des lasers dans le système. La première motivation est que nous n'en avons pas besoin pour avoir un dispositif pleinement fonctionnel. Comme je l'ai mentionné, nous nous sommes concentrés sur l'essentiel pour nous assurer que le produit que nous livrions, le premier processeur photonique programmable commercialement disponible, permet à nos utilisateurs d'obtenir la technologie améliorée plus tôt que tard.

La cointégration avec le laser viendra une fois que nous saurons que c'est effectivement la prochaine étape pour atteindre un objectif de forme spécifique et ainsi de suite. Mais certainement pour les formats que nous envisageons pour l'avenir avec, vous pourriez penser à une intégration de science de carte, un laser peut encore être intégré dans un format de type papillon et vous pouvez l'introduire facilement. Et en même temps que nous parlons, il y a au moins trois fonderies, trois des fonderies clés dans le monde déjà qui offrent ou commencent à offrir la cointégration de lasers dans les systèmes. Le niveau de maturités est une technologie qui est là depuis disons quelques années. Donc, cela prendra un peu plus de temps pour obtenir des processus pleinement stables et des accords aussi élevés que possible. Et entre-temps, nous continuons à travailler là où nous ajoutons réellement de la valeur, qui est dans la couche logicielle de la photonique programmable et dans les produits de la prochaine génération. Basés sur la photonique programmable.

Zach Peterson :

Les clients ont-ils commencé à exiger ou à demander que vous fassiez ce niveau d'intégration, ou les clients s'habituent-ils encore à ce qu'ils peuvent même construire avec des puces photoniques et un grand processeur photonique comme celui-ci ?

Daniel Perez Lopez :

Donc, je pense avoir reçu très, très souvent la question de savoir si nous intégrons ou non notre source laser. Ma réponse est toujours la suivante : quel format avez-vous besoin ? Plutôt que de se concentrer sur ce que nous pouvons intégrer ou ce que nous ne pouvons pas intégrer, quelle est le format réel ? Comprenons quels sont les objectifs, les buts, les limites. Et notre équipe travaille depuis trois ans à miniaturiser les parties clés du système qui doivent être miniaturisées. Nous avons donc travaillé à miniaturiser toute l'électronique de contrôle, la logique, le circuit intégré photonique pour améliorer les densités, le conditionnement, toutes les différentes choses qui font également partie du produit.

Le laser fait bien sûr également partie du produit. Et jusqu'à présent, je pense que nous nous sommes concentrés sur ce qui compte réellement pour notre format final. Et je pense que les discussions sur le laser viendront sûrement à court terme et nous nous y préparons, mais ce n'est pas, je pense qu'au moins pour les entreprises qui sont fabuleuses, qui se concentrent sur le développement de leur valeur clé, de leurs produits clés, je pense que l'accent devrait être mis sur le système global et ce qui est réellement moteur de la performance finale et des formats.

Zach Peterson :

Donc oui, il semble que se concentrer sur le format vous permet de continuer à repousser les limites de la miniaturisation de chacun des différents composants et je suppose de repousser l'intégration des lasers directement sur la puce autant que possible jusqu'à ce que vous ayez un tas de personnes commençant à exiger l'iPhone photonique.

Daniel Perez Lopez :

Oui, exactement. Dès que nous voyons qu'il y a un marché à haut volume dans quelque chose qui nécessite drastiquement d'obtenir la taille d'empreinte d'un système intégré photonique en soi, c'est là que vous devez réellement intégrer absolument tout. Mais si pour les 95% des applications restantes, un dispositif de niveau taille de carte est suffisant, nous nous concentrons sur la compréhension des paramètres clés en fournissant la technologie réelle qui nous permet de bouger maintenant. Et bien sûr, cela mettra la technologie, la technologie photonique programmable, dans une situation idéale pour une fois que les cointégrations de lasers avec les dispositifs que j'ai mentionnés qui se produisent déjà, sont plus matures. Il sera relativement facile de cointégrer cela avec nos systèmes.

Zach Peterson :

Vous développez actuellement une boîte, en gros, je pense que vous l'avez décrite comme une boîte noire à certaines personnes que vous pouvez acheter prête à l'emploi et puis brancher et commencer à utiliser. Cependant, si vous creusez dans cette boîte, bien sûr, vous trouverez tous ces différents composants. Je suis sûr que la plupart d'entre eux sont disponibles sur étagère à part bien sûr, votre processeur. Je me demande donc maintenant, y aura-t-il jamais une opportunité pour quelqu'un de, disons, juste acheter l'un de vos processeurs par les autres composants autour de lui nécessaires pour faire fonctionner le processeur optiquement juste hors étagère et peut-être construire un système personnalisé autour de vos produits ?

Daniel Perez Lopez :
 

Oui, donc la première génération de processeur que nous avons mise sur le marché est essentiellement un module de taille rack. Il est difficile de le co-intégrer avec d'autres produits. Cela permet donc et permet à certains des opérateurs de télécommunications de premier rang, par exemple dans le monde, de commencer à travailler en avance sur les possibilités de la technologie même si elle n'est pas encore intégrable dans ou avec un facteur de forme qui leur permet de l'intégrer dans d'autres produits. Comme vous l'avez mentionné, à moins que vous ne soyez dans un centre de données ou similaire, cela leur permet de commencer à lancer le processus d'apprentissage de la photonique programmable. C'est un processus d'apprentissage vraiment rapide, mais ils travaillent déjà sur la génération de fonctions, leurs algorithmes personnalisés en plus des algorithmes de base que nous fournissons. Mais je suis tout à fait d'accord avec ce que vous avez mentionné. Ce que nous développons, c'est de l'équipement basé sur des cartes de prochaine génération. Ainsi, il est plus facile d'intégrer une carte avec différents composants.

Donc, plutôt que de penser à l'électronique de contrôle et à tout le reste, le dispositif de taille carte, nous intégrerons déjà les secrets photoniques intégrés, l'électronique de contrôle nécessaire, la logique nécessaire. Vous n'avez alors qu'à vous soucier de ce qui compte pour votre produit. Si vous avez, par exemple, disons que vous développez un système intra centre de données ou station où vous voulez avoir un routeur intelligent connectant des accélérateurs d'équipe, des interconnexions optiques, alors vous vous concentrerez sur les interfaces optiques et l'interface de communication. Vous n'avez pas besoin de développer autre chose. Nous avons déjà optimisé l'électronique de contrôle pour obtenir un temps de préconfiguration rapide pour obtenir toute la synchronisation parmi la couche logicielle afin que vous, en tant qu'utilisateur, puissiez vous concentrer sur ce que vous pouvez réellement apporter comme valeur.

Zach Peterson :

Je comprends cela, et je saisis l'importance de mettre ce produit de première génération sur le marché, surtout pour peut-être les développeurs qui veulent construire dessus. Je me demande juste s'il y aurait jamais une opportunité de sortir quelque chose qui est dans un facteur de forme module afin qu'il ait l'intégration que vous décrivez avec toute l'électronique de contrôle construite autour de la puce, il a les interfaces optiques quelque part sur le module, et ensuite les gens interfacent toujours avec cela sur un système personnalisé. Mais je pense que le fait d'avoir les modules optiques autour, ou les interfaces optiques devrais-je dire sur ce module, le rend un peu plus difficile parce que généralement dans l'espace électronique, quand nous pensons à un module, nous pensons à quelque chose qui se branche sur un couple de connecteurs carte à carte et c'est tout électrique, et ensuite nous ne nous en préoccupons pas vraiment. Mais alors, quand vous ajoutez l'élément optique à cela, je pense que les gens se demandent alors, comment est-ce que je pourrais interfacer avec ce module afin de tirer avantage de cela, surtout si mon application ne serait pas mieux servie avec une unité montée en rack.

Daniel Perez Lopez :

À ce propos, si vous pensez à un système de taille de carte où vous avez un secret intégré photonique, vos électroniques de contrôle et vos périphériques ou disons connecteurs ou ports, si vous n'avez pas une carte de développement mais une carte qui peut s'intégrer dans un produit et que le produit exige des interconnexions optiques, alors cela dépendra des volumes dont nous parlons. Donc, pour des volumes spécifiques qui sont assez élevés, il est possible pour nous de simplement échanger les différents connecteurs et d'adapter les connecteurs finaux aux utilisateurs. Sinon, une carte de développement complète avec les connecteurs MTP spécifiques, ayant avec un seul connecteur, vous pouvez juste faire passer plus de 24, 34, 64 fibres optiques dans un seul connecteur.

Donc, d'un point de vue de la connectivité optique, je pense que c'est un bon exemple. Aujourd'hui, l'opposé à cela est bien sûr, des composants non intégrés, des moyens tabulaires, une agrégation basée sur ces composants de suite. Donc, vous pouvez avoir votre modulateur, vous pouvez avoir votre photodétecteur, vous pouvez avoir des composants qui consomment ou prennent quelques centimètres par centimètres lorsqu'ils sont distribués tous ensemble. Et la beauté de nos dispositifs intégrés est que la plupart de ces éléments photoniques sont intégrés dans un seul secret photonique intégré de millimètres par millimètres. Donc le photodétecteur n'est pas désagrégé, les interconnexions ne sont pas désagrégées, tout est juste compact.

Zach Peterson :

Vous avez mentionné le nombre de fibres optiques qui doivent s'interfacer avec ce type de système. Je vais supposer que ce sont toutes vos E/S auxquelles vous pourriez accéder sur la puce. Est-ce correct ?

Daniel Perez Lopez :

En général, un moteur optique peut avoir de nombreuses interfaces différentes. Donc, vous pouvez avoir, disons des ports optiques nus. Comme vous l'avez mentionné, cela peut venir à travers des fibres optiques. Ou il existe de nombreuses façons différentes d'entrer dans le circuit intégré photonique, mais la fibre optique est celle conventionnelle qui interagit avec le monde extérieur. Au sein du circuit intégré photonique qui incorpore des modulateurs et des photodétecteurs, une autre interface que vous aurez est des entrées et sorties analogiques RF à haute vitesse. Si vous activez également le traitement basé sur l'analogique, par exemple, pour des applications de photonique micro-ondes ou des applications RF. Et en même temps, vous pouvez également avoir des E/S numériques, donc similaires à celles que vous pourriez trouver sur un DPO ou un processeur dans un ordinateur, étant capable de recevoir des signaux numériques au sein du dispositif du système. Et ensuite, vos signaux passent par un convertisseur numérique à analogique, puis l'analogique alimente directement un modulateur. Donc, je dirais que vous pourriez avoir trois interfaces pour un moteur photonique complet.

Zach Peterson :

Je vois. D'accord. Eh bien, tout cela est très intéressant. Nous manquons un peu de temps, mais je pense que pour notre dernière question, j'aimerais juste demander, comment voyez-vous peut-être la prochaine génération de ces systèmes ? Est-ce juste la miniaturisation qui est votre objectif, ou voyez-vous cela s'étendre dans le facteur de forme actuel à un éventail plus large d'applications ? Peut-être l'automobile, peut-être l'aérospatiale, peut-être des choses médicales comme ça ? Ou est-ce une combinaison de ces deux ou êtes-vous simplement poussé par les clients ?

Daniel Perez Lopez :
 

Oui, je pense que la réponse est que nous sommes guidés par les clients, mais en même temps, bien sûr, nous étudions également en interne où la technologie va pour pouvoir livrer la performance de la prochaine génération. Dans certains des domaines que vous avez mentionnés. Nous nous concentrons aujourd'hui sur l'espace des communications pour les communications basées sur l'optique et la gestion pour les communications RF et le traitement des communications intra data center. Mais comme vous l'avez mentionné, il y a aussi de nombreux autres domaines où nous croyons réellement que la photonique et en particulier la photonique programmable va pouvoir livrer, cela va être nécessaire ensuite. Je pense qu'un sentiment commun des applications et des protocoles qui apparaissent et apparaissent, c'est qu'ils ont une chose en commun, qui est la flexibilité et la programmabilité qui est requise. Le monde change chaque minute en termes de technologie, encore plus que ce qui était valorisé il y a quatre ans.

Maintenant, cela n'est plus valorisé. Les besoins en communication, les besoins en traitement du signal pour les réseaux optiques croissent à un rythme bien supérieur à celui que la technologie peut livrer. Il va donc être vraiment intéressant de voir à l'avenir quelles sont les technologies réelles qui nous permettent de continuer à croître avec la même vitesse que nous en tant que société croissons dans de nombreux, nombreux domaines d'application différents. Nous croyons que la photonique est le candidat réel pour compléter l'électronique et booster ces applications et même permettre ces prochaines générations. Et nous croyons certainement que la photonique programmable va être clé afin de pouvoir mettre la technologie photonique entre les mains de cette société.

Zach Peterson :

Très bien. Alors que tout cela se déploie, ce serait génial si nous pouvions vous avoir à nouveau à l'avenir pour en discuter car je suis sûr que cela sera très intéressant et que les gens seront impatients d'en entendre parler.

Daniel Perez Lopez :

Oui. Parfait. Merci.

Zach Peterson :

Merci beaucoup de nous avoir rejoints. Nous avons parlé avec Daniel Perez Lopez, co-fondateur et CTO d'iPronics. Assurez-vous de consulter les notes de l'émission pour des ressources très intéressantes, et vous pourrez en apprendre plus sur iPronics et leurs produits. Si vous regardez sur YouTube, assurez-vous de cliquer sur le bouton d'abonnement. Vous pourrez suivre tous nos épisodes et tutoriels au fur et à mesure de leur sortie. Et enfin, ne cessez jamais d'apprendre. Restez sur la bonne voie et nous vous verrons la prochaine fois.