Fotonica, i processori di comunicazione di prossima generazione

C'è bisogno di iPhone e smartphone fotonici? Oggi abbiamo un argomento molto interessante con il nostro ospite Daniel Pérez López, CTO e Co-Fondatore di iPRONICS, fotonica programmabile.

“Quando parliamo di fotonica programmabile, ci riferiamo alla capacità di integrare prima di tutto segnali luminosi in un chip semiconduttore, quello che è ampiamente conosciuto come fotonica integrata, ottica integrata.” -Daniel Perez Lopez

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Punti salienti dello show:

• introduzione a Daniel Perez Lopez Co-fondatore e CTO di iPronics
• Cosa sono la fotonica programmabile?
• Il campo della fotonica o il campo della fotonica integrata, è principalmente limitato a due segmenti di mercato chiave guidati dal volume che sono i trasmettitori e i data center
• Uno dei benefici in crescita della fotonica è la capacità di configurare sistemi, basi in tempo reale sulle specifiche condizioni ambientali e prestazioni specifiche
• La tecnologia fotonica come tecnologia complementare all'elettronica
• Daniel descrive la struttura del processore fotonico di iPronics e come funziona
• iPronics ha capito la miniaturizzazione, credono che ridurre il fattore di forma sia un modo per aprire il loro prodotto a un mercato più ampio
• C'è bisogno di iPhone e smartphone fotonici con un puro processore fotonico?
• Daniel elenca le varie applicazioni della fotonica inclusi nei sistemi RF
• La cointegrazione di laser con i circuiti integrati fotonici non è più fantascienza
• Tecnologia avanzata, prima o poi; integrare un fotoeiettore ad alte prestazioni nel chip non è più una sfida
• I laser suonano cool, ma la miniaturizzazione o la focalizzazione sul fattore di forma e la fornitura di sistemi ad alte prestazioni sono più una priorità
• C'è qualche prodotto iPronics attualmente disponibile sul mercato per l'integrazione?
• iPronics si sta concentrando sullo spazio delle comunicazioni per le comunicazioni basate su ottica e la gestione per le comunicazioni RF e l'elaborazione delle comunicazioni intra data center

Link e Risorse:

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Trascrizione:

Daniel Perez Lopez:

Esattamente. È una questione di costo. È una questione di tempo, ed è anche una questione delle prestazioni che un dispositivo fotonico programmabile consente. Quindi, oltre al prototipaggio o allo sviluppo rapido, noi di iPronics crediamo certamente che ci sia qualcosa oltre a questi benefici.

Zach Peterson:

Ciao a tutti e benvenuti al podcast Altium On Track. Sono il vostro conduttore, Zach Peterson. Oggi parliamo con Daniel Perez Lopez, co-fondatore e CTO di iPronics. Questo è un ambito interessante che ovviamente è una mia passione. Oggi parleremo di fotonica e specificamente di chip fotonici programmabili. Daniel, grazie mille per essere qui con noi oggi.

Daniel Perez Lopez:

Grazie. È un piacere.

Zach Peterson:

Sì, quindi le persone che mi conoscono o che hanno seguito lo show o qualsiasi mio altro video per un po' sanno che provengo dall'ottica per poi passare all'elettronica, e quello che fai, penso sia un po' una fusione tra ottica ed elettronica. Quindi forse raccontaci cosa fa iPronics, qual è il vostro prodotto.

Daniel Perez Lopez:

Perfetto. Quindi sì, penso che, solo per spiegare il concetto, quando ci riferiamo alla fotonica programmabile, ci stiamo riferendo alla capacità di prima integrare segnali luminosi in un chip a semiconduttore che è ampiamente conosciuto come fotonica integrata, ottica integrata. È il campo che ci consente di avere trasmettitori per connessioni internet per data center e così via. Ma quando abbiamo la parola chiave programmabile, ci stiamo riferendo a qualcos'altro, che è l'espansione del campo per fornire la capacità di programmare sequenze basate sulla luce. Quindi, solo per dare un esempio specifico, un segreto integrato fotonico oggi e durante gli ultimi, direi 20 anni, sembra un chip dove integriamo guide d'onda piuttosto che fili. Quindi siamo in grado di integrare segnali ottici, portarli in un chip ottico, e siamo in grado di eseguire un certo elaborazione all'interno di questo segreto integrato fotonico.

Ma ciò che stiamo abilitando è la programmabilità di questo segnale. Quindi c'è un parallelismo che possiamo usare qui, che è l'array di gate programmabili sul campo, un dispositivo logico programmabile in elettronica rispetto a un segreto integrato specifico per applicazione in elettronica. Quindi iPronics fornirà questo omologo programmabile FPGA, ma in questo caso con segreto integrato fotonico piuttosto che con l'elettronica.

Zach Peterson:

Quindi penso che ciò implichi che fino ad ora la maggior parte dei circuiti integrati fotonici fossero essenzialmente statici, come gli Asic, come dici tu.

Daniel Perez Lopez:

Esatto. Come ho menzionato, il campo fotonico o il campo dei fotonici integrati, è principalmente limitato a due segmenti di mercato chiave guidati dal volume, che sono i trasmettitori e i data center. Quindi, la generazione di circuiti che ci permette di spostare dati nelle reti ottiche e all'interno dei data center. Ma la tecnologia si è maturata negli ultimi 30 anni ed è stata dimostrata competitiva tra diversi campi applicativi dal LIDAR all'elaborazione ottica in altri campi come, per esempio, la fotonica quantistica o operazioni più classicamente orientate. È anche noto, per esempio, che si può utilizzare la generazione e rilevazione di segnali RF assistita da sequenze di integrità fotonica. E c'è anche un'opportunità lì per l'integrazione di questi sistemi e componenti.

Tuttavia, poiché siamo tutti vincolati o la tecnologia è vincolata a progetti specifici per applicazione, allora il tempo per arrivare sul mercato, il tempo per lo sviluppo, è davvero alto e ci sono solo poche aziende che possono effettivamente investire in questi tipi di cicli di iterazione lunghi. Tuttavia, l'aggiunta di un dispositivo fotonico programmabile, allo stesso modo in cui accade con gli FPA nell'elettronica, è un'opportunità per ridurre drasticamente questi tempi di sviluppo e anche il costo complessivo relativo allo sviluppo di un prodotto basato su un circuito integrato fotonico.

Zach Peterson:

Vedo. Quindi il mercato ha davvero bisogno di una soluzione programmabile semplicemente a causa, immagino, della dimensione limitata del mercato, specialmente per gli Asic, o i costi di elaborazione e fabbricazione si abbassano notevolmente per tutti quei fotonici specifici per applicazione o devi avere una soluzione programmabile per poterlo immettere sul mercato.

Daniel Perez Lopez:

Sì, esattamente. È una questione di costi. È una questione di tempo ed è anche una questione di prestazioni che un dispositivo fotonico programmabile abilita. Quindi, oltre al prototipaggio o allo sviluppo rapido, noi di iPronics crediamo certamente che ci sia qualcosa oltre questi benefici. Per esempio, solo per citare alcune applicazioni concrete, se pensi a, diciamo per esempio, un sistema RF front end che richiede una certa adattabilità alla notabilità, flessibilità, se stai pensando alle stazioni base di prossima generazione 5G 6G, c'è una grande richiesta di adattabilità e di essere in grado di riconfigurare il tuo sistema in tempo reale in base alle condizioni ambientali specifiche o in base a una specifica prestazione che devi ottenere in un momento o in un altro. Quindi, la fotonica programmabile, va anche oltre la riduzione dei costi e del tempo per lo sviluppo. Riguarda anche le prestazioni chiave che abiliteranno i sistemi di comunicazione o i processori di prossima generazione.

Zach Peterson:

Quindi, parlando di processori di prossima generazione, un'area in cui vedo ripetutamente emergere questo tipo di processore, sia che si tratti di un processore quantistico, di un processore fotonico o di un processore fotonico quantistico, è l'elaborazione AI. Quindi, chip specializzati che potrebbero essere inseriti nel data center che possono interfacciarsi direttamente con un collegamento ottico tra server e poi hanno una capacità di calcolo molto elevata e possono elaborare tutti questi dati per l'AI, è questo il tipo di mercato che state puntando o state puntando forse a dispositivi più piccoli che necessitano di un'alta capacità di calcolo che possono beneficiare di questo tipo di soluzione rispetto a dire un piccolo processore FPGA per una varietà di motivi?

Daniel Perez Lopez:

Sì, questa è certamente una buona domanda. Ci sono molte aziende nel campo oggi che la maggior parte di esse sono nate, direi, nell'ultimo decennio o anche negli ultimi cinque anni, che stanno perseguendo questa corsa per l'hardware AI fotonico, il software AI fotonico. C'è una discussione all'interno della comunità, sia industriale che accademica, dove tutti stanno cercando di analizzare quale sia il vero beneficio della tecnologia fotonica. Come hai menzionato, è una sostituzione diretta di ciò che attualmente eseguiamo con mezzi digitali, è una tecnologia comparativa che ci permette di completare dove l'elettronica non è in grado di fornire. Crediamo certamente che la tecnologia fotonica sia una tecnologia complementare all'elettronica. Nella maggior parte dei casi o in casi di applicazione specifici, non ha senso cercare di sostituire una tecnologia che sta già funzionando bene per una specifica funzionalità. Quindi, piuttosto che reinventare la ruota per qualcosa che funziona, in realtà le persone, i praticanti, gli ingegneri della fotonica programmabile, gli ingegneri fotonici, i progettisti e le aziende punteranno a ciò che sta effettivamente producendo la prestazione di prossima generazione.

Per quanto riguarda, ad esempio, l'AI. Con l'AI, puoi cercare di puntare alla moltiplicazione e all'accumulo di dati nel dominio fotonico o puoi cercare di concentrarti sugli interconnettori, il movimento dei dati tra le diverse risorse, DPU e altri sistemi nei cluster di calcolo per esempio, è una discussione aperta che è oggi nella comunità. Da iPronics, ciò su cui ci siamo concentrati nei nostri primi tre anni è stato essere in grado di fornire qualcosa di tangibile ai nostri clienti. Penso che siamo una delle poche aziende che sta effettivamente fornendo prodotti ai clienti oggi piuttosto che cercare di inventare il futuro. Quindi stiamo già consegnando nel presente e ciò ci permette di ricevere un feedback diretto dalle aziende. I nostri clienti lavorano in molti campi diversi, alcuni di loro nelle comunicazioni, alcuni di loro nell'elaborazione di segnali puri, alcuni di loro nell'elaborazione di segnali fotonici RF, e alcuni di loro anche nel calcolo. Quindi siamo molto vicini a tutti questi mercati e otteniamo feedback da loro e lavoriamo sui nostri prodotti di prossima generazione già basati su questo feedback.

Zach Peterson:

Quindi, quando dici che qualcuno utilizzerà uno dei vostri sistemi o uno dei vostri prodotti, penso che quando qualcuno sente circuito integrato fotonico, proverà a inserirlo diciamo in un PCB o in un assemblaggio elettronico e dirà, bene, come faccio a ottenere un'interfaccia ottica nel chip? Come faccio a inserire i segnali nel chip? C'è un'interfaccia elettrica o è tutto ottico?

Daniel Perez Lopez:

Questa è una domanda molto interessante. I nostri processori fotonici oggi assomigliano a un sistema rack in cui abbiamo incorporato tutto ciò che serve. Quindi, fondamentalmente, tutta l'elettronica di controllo necessaria per guidare il processore, abbiamo tutte le interfacce ottiche, abbiamo un po' di logica all'interno del dispositivo. In sintesi, abbiamo il livello fotonico, il livello elettronico e il livello software sopra tutto. Quindi, ciò che stiamo consentendo ai nostri utenti, e riconosciamo che lo stiamo anche misurando, come alcuni di loro hanno una solida formazione in fisica, fotonica e attrezzature ottiche in generale. Alcuni di loro non hanno mai sentito parlare di fotonica, quindi vogliono usare il sistema come una scatola nera. In questo caso, ciò che abbiamo fatto è sviluppare un kit di sviluppo software che consente ai nostri sviluppatori fotonici promozionali, clienti, utenti di utilizzare la tecnologia senza la necessità di essere esperti nel campo.

Quindi, se hanno una formazione generale sulla programmazione, possono utilizzare i nostri kit di sviluppo software di libreria per programmare i loro interconnettori ottici, switch ottici, divisori di fascio ottici. Quindi sono in grado di regolare l'ampiezza sulla fase della luce se vogliono arrivare a quel livello. Ma allo stesso tempo, se vogliono solo mantenere un'alta prospettiva a livello di sistema, vogliono solo uno switch ottico, un router o un filtro ottico. Loro inseriscono le specifiche e il sistema viene programmato per loro. Da una prospettiva di interazione, è possibile inserire e estrarre i segnali tramite connettori a fibra ottica. Quindi, abbiamo lavorato su interfacce specifiche per collegare queste fibre ottiche con i segreti integrati fotonici con array di fibre. E hai chiesto anche delle interfacce. Stiamo già sviluppando un sistema che ti consente di programmare anche segnali RF. Quindi, essere in grado di mescolare segnali RF ad alta velocità insieme a segnali ottici. Quindi, in questo senso le interfacce sembrano connettori RF, array di fibre e poi una porta di comunicazione per comunicare con la logica del dispositivo.

Zach Peterson:

Quindi, essendo un sistema rack, penso che abbia senso per l'ambiente del data center dove tutto è in rack. Ha senso. Un altro ambito in cui ha senso è quello militare embedded. Andranno sul campo, installeranno rack e faranno sostanzialmente la stessa cosa di un data center, solo in scala più piccola, e sono sicuro che possiamo trovare altri esempi. Ora, essendo un sistema rack, ovviamente è molto grande, non portatile a meno che non si voglia spostare un rack con un'alimentazione portatile. Come si fa a ridimensionarlo e poi portare questa tecnologia a dispositivi più piccoli che non devono essere montati su rack? È possibile? È qualcosa che avete in programma? Cosa ne pensate di questa possibilità?

Daniel Perez Lopez:

Sì, è certamente la questione. Ho menzionato prima che probabilmente siamo una delle poche aziende sul mercato che è stata in grado di fornire qualcosa e questa è stata la nostra decisione, il nostro motto tutto il tempo, essere in grado di mettere questo sul mercato il prima possibile così i nostri utenti, i clienti possono effettivamente godere della tecnologia prima piuttosto che dopo. È meglio avere qualcosa basato su rack nel 2022 piuttosto che aspettare il 2026 per avere qualcosa con un fattore di forma più piccolo. Quindi abbiamo fondamentalmente deciso che quella era la strada da seguire. E detto questo, abbiamo già lavorato sulla miniaturizzazione del dispositivo.

La maggior parte dei problemi o tutti i problemi, le sfide che vengono insieme alla riduzione del fattore di forma sono già state mitigate da parte nostra. Le nostre prossime generazioni saranno sempre più piccole fino a raggiungere i limiti fondamentali. Ora non penso che i limiti fondamentali siano vicini nel futuro. Come hai menzionato, essere in grado di miniaturizzare il dispositivo due volte all'anno, non è qualcosa di folle. E come hai menzionato, crediamo davvero che ridurre il fattore di forma sia anche un modo per aprire le porte a segmenti di mercato aggiuntivi. Oggi, l'attrezzatura basata su rack ti permette di essere in laboratori nelle università, nelle aziende, nei data center, ma miniaturizzare il fattore di forma permette sicuramente di democratizzare ancora di più la tecnologia. Quindi sì, questo è totalmente in linea con l'azienda.

Zach Peterson:

Sì, c'è uno scherzo che faccio spesso sul quantum, che sarebbe davvero fantastico se potessimo avere un iPhone quantistico, ma devi prendere tutto quel sistema di raffreddamento e il chip stesso e miniaturizzarlo al fattore di forma di un iPhone. Quindi questo ovviamente mi fa chiedere se un giorno avremo un iPhone fotonico o un Galaxy fotonico se sei un utente Samsung.

Daniel Perez Lopez:

Sì, probabilmente questo è in linea con uno dei miei commenti precedenti che è cercare di reinventare ciò che già funziona molto bene. Per esempio, perché? Quindi la domanda sarebbe perché abbiamo bisogno di uno smartphone fotonico? Che tipo di problema stiamo cercando di risolvere? Ovviamente oggi abbiamo questo display, che è tecnologia fotonica per lo schermo. Alcuni dei telefoni cellulari hanno sensori basati sulla fotonica, ma se ci riferiamo a uno smartphone fotonico e qualcosa che sostituisce completamente il processore con un processore puramente fotonico, non penso che abbiamo quella necessità oggi. Quindi ciò su cui ci stiamo concentrando ora è, di nuovo, ascoltare il mercato, quali sono i bisogni reali? Finora nessuno ha chiesto un telefono basato sulla fotonica, quindi stiamo cercando di concentrarci su, sì, come hai menzionato, ottenere migliori fattori di forma, migliorare la tecnologia nel complesso e abilitare la prossima generazione.

Per esempio, penso che, dato che hai menzionato i telefoni, un'area che crediamo sia di grande interesse per la fotonica programmabile sia le stazioni di comunicazione di prossima generazione 5G, 6G. Crediamo davvero che l'adattabilità, la flessibilità che è richiesta dai nuovi protocolli e anche avere un sistema che hai bisogno di due anni per aggiornare da una prospettiva hardware non vada bene con qualcosa che si chiede di essere estremamente flessibile, aggiornabile dal protocollo di prossima generazione al protocollo di prossima generazione. Avere la possibilità di aggiornare semplicemente via software il tuo hardware, ed è possibile solo con la fotonica programmabile.

Zach Peterson:

Beh, hai sollevato l'analogia di un FPGA con la fotonica programmabile, giusto? Quindi, immagino che qualcuno potrebbe legittimamente chiedersi, beh, perché un FPGA fallirebbe in quella applicazione? Perché un chip fotonico programmabile ha il vantaggio?

Daniel Perez Lopez:

Sì, sì. Quindi questa è una grande domanda. Poi entriamo nel territorio del confronto tra i benefici della fotonica rispetto all'elettronica in generale, non rispetto ad altri approcci fotonici. E a quella domanda, quindi, dove la fotonica eccelle, è in una vasta varietà di aree. Come per esempio, se stai utilizzando la fotonica per assistere i sistemi RF, la fotonica ti permette di fornire flessibilità log, per esempio, essendo in grado di creare un filtro riconfigurabile che è in grado di lavorare con segnali a diciamo 28 gigahertz, 37 gigahertz, 10 gigahertz, cinque gigahertz. Essere in grado di fare ciò in modo riconfigurabile con i sistemi RF è una vera sfida. Quindi, avere un filtro RF che puoi filtrare direttamente nel dominio RF o dominio RF-elettronico, essendo in grado di riconfigurare la larghezza di banda e allo stesso tempo la frequenza centrale è una sfida per i sistemi RF attuali.

Questo è qualcosa in cui potenzialmente la fotonica può aiutare. Perché? Perché stai usando un modulatore. Ottieni il tuo segnale dal dominio RF al dominio fotonico dove hai tutta la flessibilità di cui hai bisogno, e poi puoi tornare al dominio RF o alle onde millimetriche per avere il tuo segnale convertito ed elaborato. Allo stesso modo, potresti voler avere connessioni da canale in fibra ad antenna, e in quel caso, la tua interfaccia è già ottica. Quindi, se vuoi risolvere ciò con un FPGA elettronico o un motore elettronico, devi convertire il tuo segnale ottico nel dominio di corrente attuale prima di fare qualsiasi tipo di elaborazione.

Se hai il segnale che arriva già nel dominio ottico, puoi trarne vantaggio ed eseguire lì un po' di elaborazione con una massiccia pre-configurabilità. Se sei basato sulla fibra piuttosto che sul cablaggio elettronico, puoi anche beneficiare di una bassa perdita di distribuzione e quindi puoi distribuire il tuo segnale su diverse fibre e aree. Naturalmente, questa conversazione dipende dalle applicazioni su cui ci stiamo concentrando. In questo caso, stiamo parlando di opportunità per future stazioni base e comunicazioni 5G, 6G, ma lo stesso vale con altre applicazioni.

Zach Peterson:

Quindi, hai sollevato, o hai menzionato l'interfaccia tra RF e fotonica, e stiamo già parlando dell'interfaccia tra elettronica e fotonica, e penso che per alcune persone ciò possa essere un po' difficile, ma almeno c'è un'analogia lì per i LED e i fotodiodi e cose del genere che sono un po' più intuitivi. Ma come si arriva a quell'interfaccia tra RF e fotonica? Stai facendo RF su fibra ma sul chip?

Daniel Perez Lopez:

Sì, questa è una buona domanda. Quindi le due interfacce chiave che devi abbinare tra i mondi della RF e della fotonica, come hai menzionato, sono il modulatore, dove hai un ingresso RF nel modulatore e poi il modulatore ha un laser, e all'uscita del modulatore, quello che hai è il segnale modulato che fondamentalmente trasporta il supporto del vettore ottico come una sfida, e poi le tue informazioni sono ora passate da pochi guardie al dominio ottico, che è di frequenze estremamente alte. Quindi, se confronti l'ingresso e l'uscita del modulatore, ora salti a 193 terahertz.

Sei ora nel dominio ottico. Esegui l'elaborazione, e poi se hai un fotoeiettore, puoi ottenere il battimento del segnale con il vettore e riportare il segnale al dominio RF. Questo è il modo in cui funzionano le due interfacce di base. Per qualcuno che non è familiare con questo, tipicamente hai bisogno effettivamente di un driver e di ottenere il segreto o un segreto che ti permette di spostare il tuo segnale RF nel modulatore, fondamentalmente hai bisogno di abbinare l'impedenza con 50 bracci a seconda del modulatore che hai per convertire il segnale al dominio ottico. E similmente al fotodiodo. Hai anche bisogno di avere qualche trasmettitore che sia amplificatore se vuoi avere la tua foto convertita dal dominio ottico al dominio elettronico, e poi essere in grado di amplificare il segnale per ottenere un buon segnale uno.

Zach Peterson:

Ok. Quindi l'altra cosa che hai menzionato è che stai essenzialmente modulando un segnale laser, se ho capito bene. E l'altra cosa che penso le persone penseranno quando sentono questo è che tutto ciò è nel dominio visibile, ma non è nel dominio visibile. Questo è tutto a lunghezze d'onda della fibra standard, corretto?

Daniel Perez Lopez:

Sì, esatto. Quindi, ciò che è presente oggi nel chip nei nostri dispositivi, stiamo incorporando la logica di elaborazione fotonica programmabile. Non solo il nucleo ottico riconfigurabile, ma anche alcuni componenti passivi, alcuni blocchi IP riconfigurabili, che probabilmente come gli altri blocchi specifici per applicazione sono tutti insieme nei nostri segreti di integrità fotonica. Il nostro laser oggi non è all'interno del segreto di integrità fotonica, ma ancora, la tecnologia, la tecnologia fotonica integrata, è maturata considerevolmente negli ultimi 10 anni riguardo la cointegrazione dei laser con i circuiti integrati fotonici. Quindi non è più fantascienza essere in grado di mettere un laser cointegrato con il chip. E per la tua domanda, se hai un sistema radio o in fibra, ciò significa che una parte del sistema è distribuita, quindi hai una fibra ottica che collega due punti. Potrebbe essere un trasmettitore in una stazione base o in un ufficio centrale, potrebbe essere un ricevitore in un'antenna o da qualche altra parte.

Questi due punti sono collegati attraverso un collegamento ottico o questi possono essere anche all'interno di un data center. Potresti avere una fibra ottica che collega un rack con l'altro. In questo caso, stiamo parlando di comunicazioni a corto raggio o a lungo raggio, e la logica dietro è simile. Stiamo usando un percorso ottico per essere in grado di trasmettere un segnale luminoso che trasporta informazioni, e queste informazioni sono state generate attraverso un trasmettitore che, fondamentalmente, o un modulatore esterno che genera questo segnale dall'altro dominio al dominio ottico. Poi passiamo attraverso la fibra, arriviamo alla parte finale del collegamento, non convertiamo il segnale, e possiamo ora tornare di nuovo al dominio elettronico essendo in grado di utilizzarlo. Oggi, i modulatori ad alta velocità, i fotodetettori ad alta velocità sono una tecnologia, un componente che può essere integrato all'interno del chip e nei nostri sequenze fotoniche programmabili, stiamo integrando anche modulatori ad alta velocità e fotodetettori.

Zach Peterson:

Quindi, in termini di struttura del chip, giusto, capisco che stai integrando più modulatori ad alta velocità e cose del genere sul chip, ma poi hai menzionato le sorgenti luminose e poi anche i rilevatori di luce come una delle sfide dell'integrazione. Ero a una conferenza di fotonica IEEE circa quattro anni fa, e c'era un intero panel solo su questo argomento di come integrare sorgenti luminose e rilevatori di luce sulla fotonica su silicio, ed era nel 2019. Quindi, quali sono stati i progressi da allora? Perché all'epoca parlavano ancora di se passare tutto a Saega? Facciamo fotonica a due sei? Quali sono stati i progressi in questo?

Daniel Perez Lopez:

Quindi, riguardo ai rilevatori, non penso che sia più un problema. È ben noto che, nella fotonica su silice, ciò che si fa è integrare il tuo manuale nel tuo strato manuale. Quindi questi materiali sono accessibili per ottenere buoni rilevatori di foto prestazionali sul chip per creare i tuoi ricevitori, ed è un materiale compatibile con tutte le basi del processo e così via. Quindi, integrare un fotoeiettore ad alte prestazioni nel chip, non è una sfida. Infatti, stanno diventando sempre migliori in termini di responsività, corrente oscura. Quindi le due metriche chiave per il bilancio della comunicazione chiave. Riguardo al laser, è qualcosa che abbiamo deciso che i nostri prodotti di prima generazione non includeranno la cointegrazione dei laser nel sistema. La prima motivazione è che non ne abbiamo bisogno per avere un dispositivo completamente funzionale. Come ho menzionato, siamo arrivati all'essenziale per assicurarci che il prodotto che stavamo consegnando, il primo processore fotonico programmabile disponibile commercialmente, permetta ai nostri utenti di ottenere la tecnologia potenziata prima piuttosto che dopo.

La cointegrazione con il laser arriverà una volta che sapremo che questo è effettivamente il prossimo passo da compiere su un obiettivo di forma specifico e così via. Ma certamente per i formati che stiamo considerando per il futuro, si potrebbe pensare a un'integrazione a livello di scheda, comunque un laser può essere integrato in un formato simile a una farfalla e si può introdurre facilmente. E mentre stiamo parlando, ci sono almeno tre fonderie, tre delle principali fonderie nel mondo, che già offrono o stanno iniziando ad offrire la cointegrazione dei laser all'interno dei sistemi. Il livello di maturità è una tecnologia che esiste da, diciamo, un paio di anni. Quindi ci vorrà ancora un po' di tempo per ottenere processi completamente stabili e affari il più alti possibile. E nel frattempo, continuiamo a lavorare su dove effettivamente aggiungiamo valore, che è nel livello software della fotonica programmabile e nei prodotti di prossima generazione. Basati sulla fotonica programmabile.

Zach Peterson:

I clienti hanno iniziato a richiedere o a chiedere che si faccia quel livello di integrazione, o i clienti stanno ancora abituandosi a ciò che possono persino costruire con chip fotonici e un grande processore fotonico come questo?

Daniel Perez Lopez:

Quindi penso di aver ricevuto molte, molte volte, la domanda se integrare o meno la nostra sorgente laser. La mia risposta è sempre, quale forma fattore avete bisogno? Piuttosto che concentrarci su cosa possiamo integrare o cosa non possiamo integrare, qual è il vero forma fattore? Capire quali sono gli obiettivi, i limiti. E il nostro team ha lavorato per tre anni sulla miniaturizzazione delle parti chiave del sistema che necessitano di essere miniaturizzate. Quindi abbiamo lavorato sulla miniaturizzazione, tutta l'elettronica di controllo, le logiche, il circuito integrato fotonico per migliorare le densità, il packaging, tutte le diverse cose che fanno parte anche del prodotto.

Il laser di sicuro fa parte del prodotto così come. E finora penso che ci siamo concentrati su ciò che effettivamente conta per il nostro forma fattore finale. E penso che le discussioni sul laser arriveranno di sicuro nel breve termine e ci stiamo preparando per questo, ma non è, penso che almeno per le aziende che sono fabulous, che si concentrano sullo sviluppare il loro valore chiave, i loro prodotti chiave, penso che l'attenzione dovrebbe essere sul sistema complessivo e su ciò che effettivamente guida le prestazioni finali e i forma fattori.

Zach Peterson:

Quindi sì, sembra che concentrarsi sul forma fattore ti permetta di continuare a spingere i limiti sulla miniaturizzazione di ciascuno dei diversi componenti e immagino di rimandare l'integrazione dei laser direttamente sul chip il più possibile fino a quando un mucchio di persone inizia a richiedere l'iPhone fotonico.

Daniel Perez Lopez:

Esatto, appena vediamo che c'è un mercato ad alto volume in qualcosa che richiede drasticamente di entrare nelle dimensioni di un'impronta digitale di un sistema integrato fotonico per così dire, allora è lì che effettivamente è necessario integrare assolutamente tutto. Ma se per il 95% delle applicazioni rimanenti, va bene con un dispositivo a livello di scheda, ci stiamo concentrando sul comprendere i parametri chiave fornendo la tecnologia effettiva che ci permette di muoverci ora. E ovviamente ciò metterà la tecnologia, la tecnologia fotonica programmabile, in una situazione ideale per una volta che le cointegrazioni di laser con i dispositivi che ho menzionato che sta già avvenendo, è più matura. Sarà relativamente facile cointegrare ciò con i nostri sistemi.

Zach Peterson:

Quindi attualmente stai sviluppando una scatola fondamentalmente, penso che tu l'abbia descritta come una scatola nera a certe persone che puoi acquistare fuori dagli scaffali e poi collegare e iniziare a usare. Tuttavia, se approfondisci quella scatola, ovviamente troverai tutti questi diversi componenti. Sono sicuro che la maggior parte di essi sono fuori dagli scaffali a parte, ovviamente, il tuo processore. Quindi mi chiedo ora, ci sarà mai l'opportunità per qualcuno di, diciamo, acquistare solo uno dei tuoi processori comprare gli altri componenti necessari per far funzionare il processore otticamente solo fuori dagli scaffali e magari costruire un sistema personalizzato intorno ai tuoi prodotti?

Daniel Perez Lopez:
 

Sì, quindi la prima generazione di processore che abbiamo immesso sul mercato è sostanzialmente un modulo di dimensioni rack. È difficile co-integrarlo con altri prodotti. Questo permette e sta permettendo ad alcuni degli operatori di telecomunicazioni di primo livello, ad esempio nel mondo, di iniziare a lavorare in anticipo sulle possibilità della tecnologia anche se non è ancora integrabile in o con un fattore di forma che permetta loro di integrarlo in altri prodotti. Può essere, come hai menzionato, a meno che non ti trovi in un data center o simile, questo permette loro di iniziare il processo di apprendimento della fotonica programmabile. È un processo di apprendimento molto veloce, ma stanno già lavorando sulla generazione di funzioni, i loro algoritmi personalizzati sopra gli algoritmi di base che forniamo. Ma sono totalmente d'accordo con quello che hai menzionato. Quello che stiamo sviluppando è attrezzatura basata su schede di prossima generazione. Quindi è più facile integrare una scheda con diversi componenti.

Quindi, piuttosto che pensare all'elettronica di controllo e a tutto il resto, il dispositivo di dimensioni di una scheda incorporerà già i segreti integrati fotonici, l'elettronica di controllo necessaria, la logica necessaria. Quindi devi solo preoccuparti di ciò che conta per il tuo prodotto. Se hai, ad esempio, diciamo che stai sviluppando un sistema intra data center o stazione dove vuoi avere un router intelligente che connette team di speeder, interconnessioni ottiche, allora ti concentrerai sulle interfacce ottiche e sull'interfaccia di comunicazione. Non hai bisogno di sviluppare altro. Abbiamo già ottimizzato l'elettronica di controllo per ottenere un tempo di preconfigurazione veloce per ottenere tutta la sincronizzazione tra il livello software così tu come utente puoi concentrarti su ciò che puoi effettivamente fornire valore.

Zach Peterson:

Capisco questo, e capisco che portare sul mercato questo prodotto di prima generazione è davvero importante, specialmente per forse gli sviluppatori che vogliono costruire su questo. Mi chiedo solo se ci sarebbe mai l'opportunità di rilasciare qualcosa che sia in formato modulo in modo che abbia l'integrazione che stai descrivendo con tutta l'elettronica di controllo costruita intorno al chip, abbia le interfacce ottiche da qualche parte sul modulo, e poi le persone possano comunque interfacciarsi ad esso su un sistema personalizzato. Ma penso che avere i moduli ottici intorno, o le interfacce ottiche dovrei dire su quel modulo, lo renda un po' più sfidante perché di solito nello spazio elettronico, quando pensiamo a un modulo, pensiamo a qualcosa che si collega a un paio di connettori da scheda a scheda ed è tutto elettrico, e poi non ci preoccupiamo davvero. Ma poi, quando aggiungi l'elemento ottico, penso che le persone si chiedano, beh, come interfaccerei a quel modulo per sfruttare questo, specialmente se la mia applicazione non sarà servita al meglio con un'unità montata su rack.

Daniel Perez Lopez:

A questo punto, se pensate a un sistema di dimensione della scheda dove avete un segreto integrato fotonico, l'elettronica di controllo e i vostri periferici o diciamo connettori o porte, se non avete una scheda di sviluppo ma una scheda che può integrarsi all'interno di un prodotto e il prodotto richiede interconnessioni ottiche, allora dipenderà dai volumi di cui stiamo parlando. Quindi, per volumi specifici che sono abbastanza alti, è possibile per noi semplicemente scambiare i diversi connettori e adattare i connettori finali agli utenti. Altrimenti una scheda di sviluppo completa con i connettori MTP specifici, avendo con un singolo connettore, si può far fluire più di 24, 34, 64 fibre ottiche all'interno di un singolo connettore.

Quindi, da una prospettiva di connettività ottica, penso che sia un buon esempio. Oggi, l'opposto a ciò è ovviamente, modi non integrati, componenti aggregati basati su questi componenti suite. Quindi puoi avere il tuo modulatore, puoi avere il tuo fotodetettore, puoi avere componenti che fondamentalmente consumano o occupano alcuni centimetri per centimetri quando distribuiti tutti insieme. E la bellezza dei nostri dispositivi integrati è che la maggior parte di questi elementi fotonici sono integrati in un unico segreto integrato fotonico di millimetri per millimetri. Quindi il fotodetettore non è disaggregato, gli interconnettori non sono disaggregati, tutto il resto è tutto compatto.

Zach Peterson:

Hai menzionato il numero di fibre ottiche che devono interfacciarsi con questo tipo di sistema. Presumo che siano tutti i tuoi I/O a cui potresti accedere sul chip. È corretto?

Daniel Perez Lopez:

Beh, un motore ottico in generale può avere molte diverse interfacce. Quindi potresti avere, diciamo, porte ottiche nude. Come hai menzionato, queste potrebbero arrivare attraverso fibre ottiche. O ci sono molti modi diversi per entrare nel circuito integrato fotonico, ma la fibra ottica è quella convenzionale che interagisce con il mondo esterno. All'interno del circuito integrato fotonico che incorpora modulatori e fotodetettori, un'altra interfaccia che avrai sono gli ingressi e uscite analogici RF ad alta velocità. Se stai abilitando anche l'elaborazione basata su analogico, ad esempio, per applicazioni di fotonica a microonde o applicazioni RF. E allo stesso tempo, potresti avere anche I/O digitali, quindi simili a quelli che potresti trovare su un DPO o un processore in un computer, essendo in grado di ottenere segnali digitali all'interno del dispositivo del sistema. E poi i tuoi segnali passano attraverso un convertitore da digitale ad analogico, e poi l'analogico alimenta direttamente un modulatore. Quindi direi che potresti avere tre interfacce per un motore fotonico completo.

Zach Peterson:

Capisco. Okay. Beh, tutto questo è molto interessante. Stiamo finendo il tempo, ma penso che per la nostra ultima domanda, mi piacerebbe solo chiedere, cosa vedi come forse la prossima generazione di questi sistemi? È solo la miniaturizzazione il tuo obiettivo, o vedi che si espande nella forma attuale a una gamma più ampia di applicazioni? Forse automotive, forse aerospaziale, forse cose mediche? O è una combinazione di questi due o sei semplicemente guidato dai clienti?

Daniel Perez Lopez:
 

Sì, penso che la risposta sia che siamo guidati dai clienti, ma allo stesso tempo, ovviamente, stiamo studiando internamente dove la tecnologia sta andando per poter fornire le prestazioni della prossima generazione. In alcuni dei campi che hai menzionato. Oggi ci stiamo concentrando sullo spazio delle comunicazioni per le comunicazioni basate su ottica e la gestione per le comunicazioni RF e l'elaborazione delle comunicazioni intra data center. Ma come hai menzionato, ci sono anche molti altri campi in cui crediamo effettivamente che la fotonica e in particolare la fotonica programmabile sarà in grado di fornire, sarà richiesta in seguito. Penso che un sentimento comune delle applicazioni e dei protocolli che stanno emergendo e continuano ad emergere, è che hanno una cosa in comune, che è la flessibilità e la programmabilità che è richiesta. Il mondo sta cambiando ogni minuto in termini di tecnologia, ancora di più rispetto a ciò che era valutato quattro anni fa.

Ora non è più valutato. Le esigenze di comunicazione, le esigenze di elaborazione del segnale per le reti ottiche stanno crescendo a un ritmo molto più elevato di quello che la tecnologia è in grado di fornire. Sarà davvero interessante vedere in futuro quali saranno le tecnologie effettive che ci permetteranno di continuare a crescere con la stessa velocità con cui noi come società stiamo crescendo in molti, molti diversi campi di applicazione. Crediamo che la fotonica sia il candidato effettivo per completare l'elettronica e potenziare queste applicazioni e persino abilitare queste prossime generazioni. E crediamo certamente che la fotonica programmabile sarà fondamentale per essere in grado di mettere la tecnologia fotonica nelle mani di questa società.

Zach Peterson:

Beh, ottimo. Man mano che tutto questo si sviluppa, sarebbe fantastico poterti avere di nuovo con noi in futuro per discuterne perché sono sicuro che sarà molto interessante e la gente sarà ansiosa di saperne di più.

Daniel Perez Lopez:

Sì. Perfetto. Grazie.

Zach Peterson:

Grazie mille per aver partecipato. Abbiamo parlato con Daniel Perez Lopez, co-fondatore e CTO di iPronics. Assicurati di controllare le note dello show per alcune risorse molto interessanti, e potrai saperne di più su iPronics e i loro prodotti. Se stai guardando su YouTube, assicurati di premere il pulsante di iscrizione. Sarai in grado di seguire tutti i nostri episodi e tutorial man mano che escono. E per ultimo, ma non meno importante, non smettere di imparare. Resta sul pezzo e ci vediamo la prossima volta.