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[打听] “光电共生”集成器件概念，超前还是落伍？

已有 1639 次阅读 2023-8-7 23:02 |个人分类:科学 - 艺术 - 社会|系统分类:科研笔记

[打听] “光电共生”集成器件概念，超前还是落伍？

一、什么是“光电共生”器件？

在 1995年《关于“互容”概念的意义》一文里，在提出“将通常不受欢迎的寄生的‘部分电容’用作信号传输的‘元件’”、“直接利用寄生的‘互容’参数来实现电路的互联”之后，本着“破罐子破摔”的想法，接着写到：

杨正瓴 1995 光电互补电路概念_拉曲线.png

图1 1995年《关于“互容”概念的意义》第 38 页截图

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQDZ199504010.htm

从更进一步看，金属导电但导光性差（可反射光），非金属晶体导光性好却导电性差（或不导电），因此，借助“互容”概念，可能会设计出“光”、“电”共生的，互为“绝缘材料”集成“光”“电”混合器件。这类器件的材料利用率恐怕是很充分的（尽管目前看来技术难度较大）。但这种思想可能会给未来的“光”“电”一体的计算机提供某种启发。

From a further perspective, metals are conductive for electricity but propagate poorly for light (can reflect light), while non-metallic crystals may good to propagate light but poor to electricity (or non-conductive). Therefore, by the concept of "mutual capacitance", it is possible to design a "light" and "electricity" coexisting hybrid integrated device, where "light" and "electricity" plays "insulating material" each other. Such hybrid integrated device can utilize the materials very sufficiently, although its technical realization appears to be much difficult currently. But this idea may provide some inspiration for future computers that integrate light and electricity.

试着译成英文。没有精力和时间修改。

感谢您提供更好的英译。

“光电共生”器件的要点：

（1）电信号，用金属、半导体；不透光、反射光。

（2）光信号，用半导体晶体；透光，电绝缘。

（3）半导体，可以同时进行“电运算”、“光运算”。

这是未来进一步减小“集成器件”几何尺寸的可能思路之一。

如“第三代半导体”材料里的氮化镓、碳化硅都无色透明。

二、[打听] “光电共生”集成器件概念，超前还是落伍？

网上查找到一些“光”“电”集成电路的名称：

“以光连接芯片 linking chips with light”、“光电融合 convergence of electronics and photonics”，似乎都不是我说的“光电共生”电路。

由于光信号在计算时信息能力明显由于电信号，所以现有的“光”“电”集成电路，其基本意图：用光代替电。类似用“光纤/光导纤维”代替电线。并不是光信号、电信号的载体材料互为对方“绝缘体”的共生思路。

不会又是超前多年吧？

参考资料：

[1] 闵应骅，2016-03-21，光电混合集成电路（160321）精选

https://blog.sciencenet.cn/blog-290937-963826.html

[1-2] Neil Savage. Linking Chips With Light Researchers integrated 70 million transistors and 850 optical components into a silicon processor using standard chipmaking tricks [J]. IEEE Spectrum,

doi: 10.1109/MSPEC.2016.7419784

https://spectrum.ieee.org/linking-chips-with-light

[2] 华中科技大学，2022-11-11，【FOE】张新亮研究团队：回路级光电融合的基本概念与最新进展

http://wnlo.hust.edu.cn/info/1209/11481.htm

[2-2] Min Tan, Yuhang Wang, Ken Xingze Wang, Yuan Yu, Xinliang Zhang. Circuit-level convergence of electronics and photonics: basic concepts and recent advances [J]. Frontiers of Optoelectronics, 2022, 15(1): 16.

doi: 10.1007/s12200-022-00013-8

https://journal.hep.com.cn/foe/EN/10.1007/s12200-022-00013-8

[3] Dingshan Gao, Zhiping Zhou. Silicon-based optoelectronics: progress towards large scale optoelectronic integration and applications [J]. Frontiers of Optoelectronics, 2022, 15(2): 27.

doi: https://doi.org/10.1007/s12200-022-00030-7

https://link.springer.com/article/10.1007/s12200-022-00030-7

[4] 天津大学，2019-07-05，现代电工电子技术中心召开期末交流总结会

http://news.tju.edu.cn/info/1014/45900.htm

[5] 杨正瓴. 关于“互容”概念的意义. 南京: [J]电工教学, 1995, 17(4): 35-39.

http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=2000725&from=Qikan_Search_Index

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQDZ199504010.htm

https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/QK199500046092

[6] 杨正瓴. 一种新型集成电路概念——串音计算. 北京: [N]中国科学报, 2019-08-15, 第7版信息技术.

http://paper.sciencenet.cn/dz/dzzz_1.aspx?dzsbqkid=33013

http://paper.sciencenet.cn/dz/upload/2019/8/201981505629684.pdf

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/8/348727.shtm