Quang tử silicon đang định hình lại giao tiếp tốc độ cao bằng cách di chuyển dữ liệu bằng ánh sáng thay vì electron. Bằng cách tích hợp các thành phần quang học trực tiếp vào chip silicon, nó kết hợp lợi thế băng thông của quang tử với khả năng mở rộng của sản xuất CMOS. Sự kết hợp này cho phép kết nối nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và dung lượng cao, cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu hiện đại, cơ sở hạ tầng AI, hệ thống cảm biến và nền tảng điện toán thế hệ tiếp theo.
Tổng quan về Silicon Photonics
Quang tử silicon (SiPh) là một công nghệ chip sử dụng ánh sáng để mang và xử lý thông tin trên các mạch tích hợp quang tử (PIC). Thay vì chỉ dựa vào hệ thống dây điện, những con chip này dẫn ánh sáng qua các ống dẫn sóng silicon nhỏ để truyền, tách và điều khiển tín hiệu quang.
Hầu hết các thiết bị quang tử silicon được xây dựng trên các tấm silicon-on-insulator (SOI), trong đó một lớp silicon mỏng nằm trên lớp silicon dioxide (SiO₂) bị chôn vùi. Độ tương phản chiết suất mạnh giữa silicon và SiO₂ giới hạn ánh sáng bên trong lớp silicon, cho phép định tuyến quang học nhỏ gọn trên một chip duy nhất. Quang tử silicon được áp dụng rộng rãi vì nó có thể được sản xuất bằng các quy trình tương thích với CMOS, cho phép tích hợp cao và sản xuất có thể mở rộng.
Cách hoạt động của Silicon Photonics
Quang tử silicon mang dữ liệu dưới dạng ánh sáng qua các "làn" nhỏ trên chip được gọi là ống dẫn sóng, được tạo mẫu thành silicon trên các tấm silicon-on-in-sulator (SOI). Bởi vì silicon có chiết suất cao hơn môi trường xung quanh (oxit hoặc không khí), các ống dẫn sóng hạn chế ánh sáng chặt chẽ và điều khiển nó xung quanh các khúc cua giống như dây dẫn dòng điện, chỉ có tín hiệu là quang học.
Ánh sáng được ghép nối lên chip bằng cách sử dụng các khớp nối cạnh (từ sợi quang vào mặt của chip) hoặc các khớp nối cách tử (nhiễu xạ ánh sáng từ trên xuống). Khi vào bên trong, tín hiệu được định tuyến qua ống dẫn sóng và được định hình bởi các khối xây dựng quang tử tích hợp:
• Bộ điều chế chuyển đổi các bit điện thành bit quang học bằng cách thay đổi chiết suất của silicon (thường thông qua cạn kiệt hoặc tiêm sóng mang), làm thay đổi pha hoặc cường độ của ánh sáng.
• Bộ lọc và bộ ghép kênh chọn hoặc kết hợp các kênh bước sóng cụ thể bằng cách sử dụng các thiết bị nhiễu (như giao thoa kế Mach–Zehnder) hoặc cấu trúc cộng hưởng (như bộ cộng hưởng vòng).
• Chuyển hướng ánh sáng sang các đường dẫn khác nhau bằng cách chuyển pha hoặc cộng hưởng để công suất truyền vào ống dẫn sóng đã chọn.
• Bộ tách sóng quang biến tín hiệu quang trở lại thành dòng điện, thường sử dụng germanium tích hợp trên silicon để hấp thụ hiệu quả bước sóng viễn thông.
Dưới mui xe, quang tử silicon điều khiển tín hiệu thông qua nhiễu (thêm hoặc hủy sóng ánh sáng), cộng hưởng (tăng cường bước sóng cụ thể) và điều chỉnh chiết suất (điện hoặc nhiệt). Sau khi xử lý, tín hiệu rời khỏi chip dưới dạng ánh sáng (thành sợi quang hoặc thiết bị quang tử khác) hoặc được chuyển đổi trở lại thiết bị điện tử để khuếch đại, giải mã và xử lý dữ liệu cấp cao hơn.
Silicon Photonics như kiến trúc mạch quang
Quang tử silicon là một nền tảng mạch quang tích hợp, trong đó các chức năng quang tử được xác định bằng thạch bản và được kết nối bằng ống dẫn sóng trên chip, vì vậy hành vi của mạch được thiết lập bằng cách bố trí mặt nạ chứ không phải lắp ráp cơ học. Thay vì căn chỉnh các bộ phận quang học riêng biệt, bố cục chip cố định các đường dẫn quang, tỷ lệ phân chia công suất, độ trễ và điều kiện nhiễu với độ lặp lại của thang wafer.
Một hệ thống con quang tử silicon điển hình kết hợp các giao diện đầu vào / đầu ra quang học (bộ ghép nối cạnh hoặc lưới), mạng ống dẫn sóng thụ động (bộ chia, bộ kết hợp, điểm giao nhau), các phần tử chọn lọc bước sóng cho WDM (bộ cộng hưởng vòng hoặc giao thoa kế Mach–Zehnder) và giao diện điện quang để truyền và nhận (bộ điều chế và bộ tách quang), được hỗ trợ bởi các thiết bị điện tử như trình điều khiển, TIA, lò sưởi và vòng điều khiển.
Kiến trúc này làm cho việc tái tạo các khối xây dựng chuyển mạch và chuyển đổi dày đặc trên một tấm wafer, cho phép bố cục nhỏ gọn, ghép kênh bước sóng có thể mở rộng và hiệu suất có thể dự đoán được điều khiển bởi điều khiển chế tạo thay vì căn chỉnh thủ công.
Các thành phần Silicon Photonics
| Thành phần | Chức năng | Các yếu tố hiệu suất chính |
|---|---|---|
| Ống dẫn sóng | Đèn định tuyến trên chip | Hình học, độ nhám, bán kính uốn cong |
| Bộ điều chế | Mã hóa dữ liệu lên ánh sáng | Hiệu quả, điện áp ổ đĩa, băng thông |
| Laser | Cung cấp tín hiệu quang | Phương pháp tích hợp, lựa chọn vật liệu |
| Bộ tách sóng quang | Chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện | Khả năng đáp ứng, nhiễu, băng thông |
| Bộ chuyển mạch / Bộ định tuyến | Tín hiệu chuyển hướng | Tốc độ, mất chèn |
| Bộ lọc | Chọn dải bước sóng | Kiểm soát cộng hưởng, ổn định |
| Khớp nối | Tách/kết hợp tín hiệu | Hiệu quả khớp nối, căn chỉnh |
Lợi ích hiệu suất Silicon Photonics
| Lợi ích / Khái niệm | Ý nghĩa | Tại sao điều này lại quan trọng |
|---|---|---|
| Ánh sáng mang nhiều thông tin hơn ở tần số cao | Các sóng mang quang hoạt động ở tần số rất cao, cho phép thông lượng dữ liệu rất cao | Hỗ trợ các liên kết nhanh hơn và công suất cao hơn so với các kết nối điện dựa trên đồng ở khoảng cách tương đương |
| Các cách khác để mã hóa dữ liệu | Tín hiệu quang có thể mã hóa thông tin bằng cách sử dụng biên độ, pha và bước sóng | Cho phép điều chế nâng cao và hiệu suất quang phổ cao hơn |
| Ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) | Nhiều bước sóng (kênh) truyền đồng thời qua một ống dẫn sóng/sợi quang | Cung cấp băng thông tổng hợp cực cao đồng thời giảm tắc nghẽn trong các kết nối điện |
| Mật độ băng thông cao hơn | Các liên kết quang có thể mở rộng đến 100G, 400G và 800G với kiến trúc đa bước sóng | Cải thiện thông lượng trên mỗi đầu nối, trên mỗi cạnh gói và trên mỗi đơn vị giá đỡ |
| Tổn thất kết nối thấp hơn theo khoảng cách | Tín hiệu quang suy giảm ít hơn nhiều so với các dấu vết điện tốc độ cao ở tốc độ dữ liệu tương tự | Mở rộng phạm vi tiếp cận và duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu mà không cần cân bằng quá mức |
| Tích hợp nhỏ gọn | Độ tương phản chiết suất cao của SOI cho phép giam giữ chặt chẽ và dấu chân nhỏ | Cho phép định tuyến quang tử dày đặc và tích hợp nhiều thiết bị trên chip |
| Giảm nhiễu điện từ (EMI) | Tín hiệu quang miễn nhiễm với khớp nối nhiễu điện | Cải thiện độ tin cậy trong các hệ thống dày đặc, tốc độ cao |
| Sản xuất tương thích với CMOS | Sử dụng cơ sở hạ tầng fab bán dẫn và quy trình quy mô wafer | Cho phép mật độ tích hợp cao, độ lặp lại và sản xuất có thể mở rộng |
| Tổn thất ống dẫn sóng trên chip điển hình | Ống dẫn sóng silicon thường đạt ~ 1–3 dB / cm, tùy thuộc vào hình dạng và độ nhám thành bên | Đủ thấp để định tuyến trên chip dày đặc và kết nối tầm với ngắn (ngay cả khi không phải là thấp nhất trong số các vật liệu quang tử) |
| Đồng thiết kế quang tử + điện tử | Truyền dẫn quang tử kết hợp với điều khiển điện tử và xử lý tín hiệu | Cho phép các hệ thống nhỏ gọn, tốc độ cao, có thể mở rộng cho các trung tâm dữ liệu, HPC và nền tảng cảm biến |
Những thách thức mà Silicon Photonics phải đối mặt
| Thử thách | Mô tả |
|---|---|
| Silicon không phát ra ánh sáng hiệu quả | Silicon là một vật liệu dải gián tiếp, vì vậy nó không thể tạo ra ánh sáng một cách hiệu quả. Nguồn laser bên ngoài hoặc lai thường được yêu cầu. |
| Suy hao quang học do độ nhám và uốn cong | Độ nhám của thành bên ống dẫn sóng và uốn cong chặt chẽ có thể gây ra sự tán xạ và tổn thất bức xạ, làm giảm chất lượng và hiệu quả tín hiệu. |
| Độ nhạy nhiệt | Nhiều thiết bị cộng hưởng, chẳng hạn như bộ cộng hưởng vòng, rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ, có thể làm thay đổi bước sóng hoạt động và ảnh hưởng đến độ ổn định. |
| Độ phức tạp của bao bì và căn chỉnh sợi | Căn chỉnh quang học chính xác giữa ống dẫn sóng trên chip và sợi quang đòi hỏi kỹ thuật và có thể làm tăng khó khăn trong sản xuất. |
| Thách thức mở rộng quy mô chi phí | Việc giảm chi phí sản xuất phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng sản xuất, mức độ trưởng thành của quy trình và sự phát triển của hệ sinh thái. |
Tích hợp Silicon Photonic
Tích hợp mô tả cách quang tử silicon kết hợp nhiều chức năng quang học và thường là nhiều vật liệu thành một hệ thống quy mô chip có thể sản xuất được. Silicon rất tuyệt vời cho định tuyến tổn thất thấp và điều chế tốc độ cao, nhưng nó không tạo ra ánh sáng hiệu quả vì nó là vật liệu dải gián tiếp. Do đó, hầu hết các chiến lược tích hợp tập trung vào cách cung cấp nguồn laser ổn định trong khi vẫn giữ cho sự liên kết chặt chẽ, hiệu suất có thể dự đoán được và có thể mở rộng sản xuất. Hai cách tiếp cận chính được sử dụng: tích hợp nguyên khối và tích hợp kết hợp.
• Trong tích hợp nguyên khối, các cấu trúc quang tử được chế tạo trực tiếp trên một tấm silicon duy nhất bằng cách sử dụng các bước tương thích với CMOS. Cách tiếp cận này được hưởng lợi từ độ chính xác in thạch bản, căn chỉnh lặp lại và khả năng mở rộng quy mô wafer mạnh mẽ sau khi quy trình hoàn thiện. Tuy nhiên, các thiết kế nguyên khối phải đối mặt với giới hạn khi các chức năng yêu cầu vật liệu silicon không cung cấp tốt, đặc biệt là phát xạ ánh sáng hiệu quả và chúng thường yêu cầu quản lý nhiệt cẩn thận khi mật độ thiết bị tăng lên.
• Trong tích hợp lai, quang tử silicon được kết hợp với các vật liệu bổ sung, phổ biến nhất là chất bán dẫn III–V như indium phosphide, để thêm laser hiệu quả hoặc tăng cường các chức năng cụ thể của thiết bị. Các phương pháp kết hợp có thể cải thiện đáng kể hiệu quả nguồn và mở rộng tính linh hoạt trong thiết kế, nhưng chúng làm tăng thêm độ phức tạp của quy trình. Chất lượng liên kết, khả năng tương thích vật liệu và các hạn chế về bao bì trở thành các yếu tố chính ảnh hưởng đến năng suất, chi phí và độ ổn định lâu dài.
Ứng dụng Silicon Photonics
• Trung tâm dữ liệu và bộ thu phát quang viễn thông: Silicon photonics được sử dụng rộng rãi trong các bộ thu phát nhúng và có thể cắm kết nối thiết bị chuyển mạch, bộ định tuyến, máy chủ và bộ lưu trữ. Các mô-đun này hỗ trợ các liên kết Ethernet tốc độ cao (chẳng hạn như 100G / 400G / 800G) và thường dựa vào thiết kế WDM đa bước sóng để tăng dung lượng mà không cần thêm nhiều sợi quang. Các bộ thu phát hiện đại cũng có thể chạy tốc độ trên mỗi làn cao (khoảng 25–112 Gbps) bằng cách sử dụng tín hiệu NRZ và PAM4, giúp người vận hành mở rộng băng thông trong khi quản lý nguồn điện và không gian.
• Kết nối quang học bên trong hệ thống điện toán: Khi hệ thống AI và HPC phát triển thành các cụm lớn, các kết nối quang học tầm ngắn được sử dụng để liên kết các nút điện toán, bộ tăng tốc và thiết bị chuyển mạch có mật độ băng thông cao hơn nhiều so với đồng. Điều này đặc biệt quan trọng khi các hệ thống cần kết nối lớp terabits trên giây (Tb/s). Một hướng chính ở đây là quang học đồng đóng gói, trong đó các động cơ quang học được đặt gần máy tính hoặc chuyển mạch silicon để rút ngắn dấu vết điện, giảm tổn thất và giảm công suất.
• Cảm biến quang tử (sinh học, hóa học, môi trường): Quang tử silicon cũng hỗ trợ các nền tảng cảm biến đo những thay đổi ánh sáng do hóa chất, mẫu sinh học hoặc điều kiện môi trường gây ra. Bởi vì quang học có thể được tích hợp trên chip, các cảm biến này có thể nhỏ gọn, có thể lặp lại và có thể mở rộng cho các ứng dụng như chẩn đoán trong phòng thí nghiệm, giám sát công nghiệp và phát hiện môi trường.
• LiDAR và cảm biến 3D: Trong hệ thống LiDAR, quang tử silicon có thể giúp điều khiển chùm tia, điều chế và tích hợp máy thu, cho phép mặt trước quang học nhỏ hơn để cảm biến và phạm vi độ sâu. Điều này có thể hữu ích trong robot, tự động hóa công nghiệp, lập bản đồ và một số phương pháp cảm biến ô tô.
• Định tuyến và điều khiển quang tử lượng tử: Đối với các hệ thống thông tin lượng tử, quang tử silicon có thể cung cấp định tuyến, tách, kết hợp và điều khiển giao thoa chính xác trên chip của các photon. Những khả năng này hỗ trợ các thí nghiệm lượng tử quang tử và các kiến trúc điện toán và truyền thông lượng tử mới nổi, nơi cần các mạch quang ổn định, có thể mở rộng.
Quy trình chế tạo Silicon Photonics
Các thiết bị quang tử silicon thường được chế tạo trên các tấm silicon-on-insulator (SOI) bằng cách sử dụng các bước tương thích với CMOS với các tinh chỉnh dành riêng cho quang tử. Mục tiêu là hình thành các đường dẫn quang học tổn thất thấp (ống dẫn sóng và bộ cộng hưởng) đồng thời tích hợp các mối nối điện và định tuyến kim loại cho các chức năng hoạt động như điều chế và phát hiện.
Quy trình chế tạo
• Chuẩn bị wafer: Tấm wafer SOI cung cấp một "lớp thiết bị" silicon mỏng trên đầu một oxit chôn (BOX). Độ dày silicon được chọn để hỗ trợ chế độ quang học dự định và độ sạch / độ phẳng bề mặt rất quan trọng vì các khuyết tật nhỏ có thể làm tăng tổn thất tán xạ.
• Kỹ thuật in thạch bản: Quang khắc (thường là tia cực tím sâu, đôi khi là chùm tia điện tử cho R & D) xác định ống dẫn sóng, khớp nối, bộ cộng hưởng và lưới với độ chính xác dưới micron. Kiểm soát độ rộng đường chặt chẽ là rất quan trọng vì ngay cả những biến thể nhỏ cũng có thể thay đổi bước sóng cộng hưởng và thay đổi cường độ khớp nối.
• Khắc: Khắc khô (thường dựa trên plasma) chuyển các mẫu vào silicon dưới dạng các tính năng khắc toàn bộ hoặc khắc một phần, tùy thuộc vào thành phần. Độ nhám của thành bên và độ đồng nhất của khắc ảnh hưởng mạnh đến tổn thất lan truyền, vì vậy các công thức khắc được điều chỉnh để giảm thiểu độ nhám và giữ cho các cấu hình nhất quán trên tấm wafer.
• Pha tạp: Cấy ion và ủ tạo ra các mối nối PN hoặc PIN được sử dụng trong bộ điều chế và máy dò (và đôi khi là lò sưởi). Cấu hình pha tạp được thiết kế cẩn thận để cân bằng suy hao quang học (hấp thụ sóng mang tự do) với hiệu suất điện (điện trở, băng thông).
• Lắng đọng tấm ốp: Tấm ốp oxit (thường là SiO₂) được lắng đọng để bảo vệ cấu trúc và cung cấp khả năng cách ly quang học. Độ dày và kiểm soát ứng suất quan trọng vì chúng ảnh hưởng đến chế độ hạn chế, độ tin cậy và mức độ tốt của các lớp tiếp theo (như kim loại) có thể được thêm vào mà không làm hỏng các tính năng quang học.
• Kim loại hóa: Các lớp kim loại tạo thành các tiếp điểm điện và định tuyến đến các thiết bị như bộ điều chế, bộ tách sóng quang và bộ điều chỉnh nhiệt. Bố cục được thực hiện để giảm ký sinh (điện dung / điện cảm) trong khi giữ kim loại đủ xa các chế độ quang học để tránh hấp thụ quá mức.
• Kiểm tra mức wafer: Trước khi cắt hạt lựu và đóng gói, các tấm wafer trải qua các thử nghiệm quang học và điện (thường thông qua bộ ghép lưới hoặc bộ ghép cạnh) để đo suy hao chèn, căn chỉnh cộng hưởng, hiệu suất bộ điều chế, khả năng phản hồi của máy dò và hành vi DC / RF cơ bản. Bước này sàng lọc sớm khuôn mềm và giúp dự đoán năng suất đóng gói.
Nhìn chung, dòng chảy giống với sản xuất CMOS tiêu chuẩn, nhưng hiệu suất quang học nhạy cảm hơn nhiều với hình học, vì vậy các quy trình nhấn mạnh việc kiểm soát chặt chẽ hơn độ rộng dòng, độ sâu khắc, chất lượng thành bên và tính đồng nhất của tấm wafer.
Silicon Photonics so với mô-đun quang học truyền thống
| Khía cạnh | Mô-đun quang truyền thống | Quang tử silicon |
|---|---|---|
| Tích hợp | Được chế tạo từ các bộ phận quang học rời rạc (laser, thấu kính, bộ cách ly, bộ điều chế) được lắp ráp thành một gói | Nhiều chức năng quang học được tích hợp trên một chip duy nhất (ống dẫn sóng, bộ điều biến, bộ lọc, bộ ghép nối, máy dò) |
| Kích thước | Yếu tố hình thức lớn hơn do khoảng cách thành phần, đồ đạc và định tuyến sợi quang | Nhỏ gọn hơn vì ống dẫn sóng và thiết bị được tạo mẫu ở quy mô micron trên chip |
| Căn chỉnh | Căn chỉnh cơ học (các bước căn chỉnh chủ động, giá đỡ, epoxy) có thể thêm dung sai xếp chồng lên nhau | Căn chỉnh in thạch bản giữa các thành phần trên cùng một khuôn, cải thiện độ lặp lại và giảm điều chỉnh thủ công |
| Khả năng mở rộng | Mở rộng quy mô bị giới hạn lắp ráp (nhiều bộ phận hơn = nhiều bước căn chỉnh hơn, thông lượng thấp hơn) | Tỷ lệ quy mô wafer—nhiều khuôn được chế tạo và thử nghiệm song song bằng phương pháp sản xuất chất bán dẫn |
| Quyền lực | Tổn thất giao diện thường cao hơn từ nhiều khớp nối quang học và kết nối điện dài hơn dẫn động quang học | Số lượng giao diện thấp hơn trên chip, cho phép giảm tổn thất khớp nối bên trong mô-đun và dẫn đến kiến trúc tiết kiệm năng lượng tốt hơn |
| Sản xuất | Thông thường, đóng gói và lắp ráp tập trung vào quang học, với dụng cụ chuyên dụng và các bước thủ công | Quy trình chế tạo dựa trên chất bán dẫn (quy trình giống CMOS) với các quy tắc thiết kế được tiêu chuẩn hóa và tiềm năng tự động hóa cao hơn |
Kết luận
Khi các kết nối điện tiếp cận giới hạn vật lý và công suất, quang tử silicon cung cấp một giải pháp thay thế quang học có thể mở rộng. Thông qua tích hợp dày đặc, ghép kênh bước sóng và đồng thiết kế điện tử-quang tử, nó mang lại băng thông cao hơn, tổn thất thấp hơn và cải thiện hiệu quả. Với các quy trình chế tạo tiên tiến và tích hợp vật liệu lai, quang tử silicon được định vị là công nghệ nền tảng cho đám mây, AI, viễn thông và các hệ thống điện toán hiệu suất cao trong tương lai.
Câu hỏi thường gặp [FAQ]
Quang tử silicon có thể hỗ trợ tốc độ dữ liệu nào ngày nay?
Các bộ thu phát quang tử silicon hiện đại thường hỗ trợ Ethernet 100G, 400G và 800G, với tốc độ mỗi làn đạt 25–112 Gbps bằng cách sử dụng điều chế NRZ hoặc PAM4. Với ghép kênh phân chia bước sóng (WDM), nhiều kênh quang hoạt động song song, cho phép băng thông tổng hợp nhiều terabit cho trung tâm dữ liệu và kết nối cụm AI.
Tại sao laser bên ngoài hoặc lai lại cần thiết trong quang tử silicon?
Silicon là một vật liệu dải gián tiếp, khiến nó không hiệu quả trong việc tạo ra ánh sáng. Để cung cấp nguồn quang học ổn định, các hệ thống quang tử silicon thường sử dụng laser ghép nối bên ngoài hoặc vật liệu III–V tích hợp lai (chẳng hạn như indium phosphide). Cách tiếp cận này kết hợp khả năng mở rộng của silicon với phát xạ ánh sáng hiệu quả từ chất bán dẫn hợp chất.
Làm thế nào để quang tử silicon giảm mức tiêu thụ điện năng trong các trung tâm dữ liệu?
Các kết nối quang học bị mất tín hiệu theo khoảng cách thấp hơn nhiều so với các dấu vết điện tốc độ cao. Điều này làm giảm nhu cầu cân bằng nặng và khuếch đại tín hiệu lặp lại. Bằng cách rút ngắn các đường dẫn điện và di chuyển truyền tốc độ cao vào miền quang, quang tử silicon cải thiện hiệu quả năng lượng trên mỗi bit được truyền.
Quang học đồng đóng gói (CPO) trong quang tử silicon là gì?
Quang học đồng đóng gói đặt động cơ quang học trực tiếp bên cạnh hoặc trong các gói chuyển mạch hoặc bộ xử lý. Thay vì gửi tín hiệu điện tốc độ cao qua các dấu vết PCB dài đến các mô-đun có thể cắm được, tín hiệu được chuyển đổi thành ánh sáng gần nguồn. Điều này làm giảm tổn thất điện, giảm công suất và cho phép mật độ băng thông cao hơn trong các hệ thống chuyển mạch thế hệ tiếp theo.
Quang tử silicon chỉ được sử dụng để giao tiếp?
Không. Trong khi truyền dữ liệu tốc độ cao là ứng dụng chủ đạo, quang tử silicon cũng được sử dụng trong cảm biến, LiDAR, chẩn đoán y sinh, giám sát môi trường và mạch quang tử lượng tử. Khả năng tích hợp cấu trúc định tuyến quang và nhiễu chính xác trên chip làm cho nó phù hợp với cả nền tảng truyền thông và cảm biến tiên tiến.
