La fotonica del silicio è una tecnologia in evoluzione in cui i dati vengono trasferiti tra i chip dei computer mediante raggi ottici. I raggi ottici possono trasportare molti più dati in meno tempo rispetto ai conduttori elettrici.
La fibra ottica viene utilizzata per superare la limitazione del rame nelle reti di rete e nelle reti SAN (Storage Area Network) per supportare interconnessioni più veloci tra i data center. La soglia successiva in termini di prestazioni è la connettività tra chip e processori. Il concetto prevede la combinazione di tecnologia laser e silicio sullo stesso chip. Le prestazioni migliorate derivano dalla maggiore larghezza di banda disponibile e dalla maggiore velocità di propagazione dei raggi infrarossi (IR) rispetto alla corrente elettrica. L'efficace implementazione della tecnologia fotonica al silicio aumenterebbe notevolmente la velocità di elaborazione e la potenza dei computer.
La ricerca sulla fotonica del silicio è iniziata alla fine degli anni '1980 e da allora è in corso. La tecnologia utilizza i laser per trasferire i dati in impulsi luminosi. Un multiplexer combina gli impulsi in un unico segnale che viaggia attraverso una fibra ottica fino a un ricevitore al silicio dove i de-multiplexer dividono il segnale in canali separati. I fotorilevatori possono quindi trasformare nuovamente la luce in dati.
Storicamente, una delle sfide più serie che devono affrontare gli sviluppatori della fotonica del silicio è stata il fatto che i dispositivi laser, che generano i raggi IR che trasportano i dati, consumano molta energia. Inoltre, il silicio non si è dimostrato efficace per il laser a causa della dissipazione termica all'interno del materiale. Per questi motivi, i laser esterni sono stati richiesti nella produzione di computer ottici che utilizzano chip di silicio. Tuttavia, i ricercatori stanno sviluppando metodi per superare i problemi che impediscono l'uso del silicio. Ad esempio, la combinazione di silicio con fosfuro di indio migliora la sua capacità di trasmissione IR. La corrente elettrica viene applicata al fosfuro di indio attraverso elettrodi metallici, provocando emissioni di fotoni che possono essere confinate e concentrate in una cavità di silicio, producendo IR coerente.