סגסוגות נחושת, כולל נחושת בריליום וברונזה זרחן, מספקות גמישות מספקת, והן יכולות לשמש למוצרי הטבעה ויצירה במהירות גבוהה. חומרי ציפוי שונים מזהב לפח מפחיתים את עמידות המגע, מגבירים את העמידות ומונעים קורוזיה. ניתן להפסיק את כבלי הנחושת בצורה אמינה באמצעות מגוון טכניקות, כולל הלחמה, לחיצה, הפשטת תיל והלחמה. מעגלי נחושת המוטבעים בחומר למינציה PCB רב שכבתי מאפשרים חיבורים בצפיפות גבוהה. הרכיבים בלוחות אלה מיוצרים באמצעות ציוד אוטומטי מהיר ומולחמים באמצעות הלחמת גלים. תכנון והקמת מעגלי נחושת אמינים לאורך השנים העניקו לאנשים אמון במדיום ובשרשרת האספקה העולמית המורכבת מיצרנים שונים.
נחושת היא חומר מצוין, אך יש לו מגבלות. ככל שמהירות המערכת ממשיכה לעלות, מוליכי נחושת מתחילים להפגין מאפיינים שליליים. בנוסף להתנגדות DC פשוטה, גורמים כמו שינויים עכבה, מעבר בין גב לאחור, הטיה, ריצוד והפרעות בין-סמליות מפחיתים לעתים קרובות את איכות האותות הדיגיטליים. בנוסף, יש לפתור את בעיות EMI ולולאות הקרקע.
ככל שקצב הנתונים עולה, כל אחד מהגורמים השליליים הללו נעשה גדול יותר, ובכך מגביל את אורכו הפיזי של הערוץ. בשנים האחרונות, מעצבי מערכות החלו להזין יותר מ- 25 ג'יגה-בתים לשנייה. בהתחשב בגורמים שונים, שמירה על מהירות השידור של האותות הדיגיטליים הפכה לאתגר רציני יותר ויותר.
חיבורי סיבים אופטיים באמצעות פוטונים במקום אלקטרונים נדונו שנים רבות. קרן האור המווסתת המעבירה מידע דיגיטלי הייתה מאז ומתמיד המדיום הנבחר עבור קישורים למרחקים ארוכים מאוד, בעוד שתעלות נחושת דורשות נקודות הגברה מרובות ומנסות להפחית את העיוות. מהנדסים ממשיכים לחפש דרכים להאריך את חיי הנחושת. הכדאיות של סיבים אופטיים בערוצים לטווח קצר ובינוני הייתה מטרת המהנדסים במשך שנים רבות. שיפורים בהעברת ערוצי נחושת, כולל מעבר לזוגות דיפרנציאליים, איתות PAM4 והתניה אותית מתקדמת המובנית בשבב SERDES, אמצעים אלה מאפשרים למעצבים להמשיך להשתמש בערוצי נחושת באורך מקובל.
סיבים אופטיים סובלים מכמה אתגרים, כולל עלות נוספת והספק הנצרך בתהליך ההמרה האלקטרו-אופטי הנדרש בשני קצות הערוץ האופטי. ותהליך סיום הסיבים הקשה והיקר. חומרי סיבים אופטיים נחשבים גם לשבריריים יותר מכבלי נחושת מסורתיים.
מכיוון שהתעלות המהירות ממשיכות להיות מוגבלות על ידי נחושת ועלות הכבלים האופטיים, המחברים והרכיבים הפעילים יורדת, עמדותיהם של אנשים משתנות. סיבים אופטיים מספקים את היתרונות של רוחב פס ונגישות גבוהים יותר. ההתקדמות בריבוב חלוקת אורכי הגל והעברה קוהרנטית יכולים לשפר עוד יותר את יעילות הסיבים האופטיים.
עם השימוש בטכנולוגיית קרן מורחבת, הוקרנה רגישות קיצונית לכל זיהום על פני ההתאמה של הממשק האופטי, המשתמשת בעדשות המשולבות במחבר להגדלת קוטר הקורה על פני הממשק. טכניקה זו מקטינה את השפעת האבק על האור המועבר.
סיבים אופטיים נחשבים כעת לשימוש במרכזי נתונים ויישומים קצרים יחסית. במקרים מסוימים, ניתן להשתמש אפילו בסיבים אופטיים בקופסאות.
הצורך למזער את אובדן ועיוותם של חומרי המעגלים המודפסים ביישומים בעלי ביצועים גבוהים, עורר אנשים להסיר את הערוצים הללו מלוח המעגלים. אחד הפתרונות הוא להמיר את האות המהיר לכבל טווינאקסי מוגן הסמוך למכשיר ASIC או SERDES. בכבלים אלה, דעיכת אות ועיוות מופחתים מאוד. כבלים אלה קופצים מעל פני השטח של PCB ומסתיימים לעיתים קרובות במחברי קלט / פלט המותקנים על לוח ההתקן.
פיתרון אחרון נוסף הוא אופטיקה ארוזה משותפת, שמאתרת את תהליך ההמרה האלקטרו-אופטי על מצע משותף עם SERDES או שבבי מתג, ומשתמש באופטיקה כדי להביא את האות ישירות לפאנל הקלט / פלט. התוצאה היא עיוות נמוך וצפיפות יציאה גבוהה.
המימוש של טכנולוגיית אינטגרציה זו הוא סיליקון פוטוניקה, המנסה לשלב רכיבים מרובים של משדר או מקלט אופטי על שבב סיליקון. המטרה היא להחליף פולסים חשמליים באותות פוטונים. במשך שנים רבות, מדענים ניסו לייצר לייזר מעשי על סיליקון, אך ללא הצלחה. לאחרונה הם בחרו להתמקד במקורות לייזר נפרדים ובשבבים פוטוניים המותקנים על מצע משותף. מכשירים פוטוניים סיליקוניים יכולים לשלב פונקציות מרובות, כולל מאפננים, SERDES, מגברים אופטיים, גלאים, פילטרים, מצמדים ומפיצים, ולשלב מעגלי לוגיקה אלקטרוניים, זיכרון וכונן על אותו שבב.
היתרונות שמספקת טכנולוגיה זו כוללים:
* הילוכים במהירות גבוהה.
* מוליכי גל סיליקון יכולים להתקיים יחד עם מוליכים על מצע משותף.
* השתמש בציוד ייצור מעגלים משולב בקיבולת גבוהה, תהליך בדיקת ופלים.
* יכולת ליצור רכיבים אלקטרוניים ואופטיים על אותו שבב.
* מימוש המרה אלקטרו-אופטית באותו שבב.
* הפחת את צריכת החשמל.
* מידת האינטגרציה מגדילה את צפיפות המערכת.
* הפחת את עלויות המערכת באמצעות אוטומציה.
