Лучезарный кремний

Москва, 10.12.2007
«Эксперт Северо-Запад» №46 (348)

В ноябре Intel объявил о создании фотоприемника на основе кремния. Если удастся совместить его с двумя другими компонентами оптической системы – лазером и модулятором, может получиться значительно более скоростная и дешевая в изготовлении система передачи данных. Это будет революция в телекоммуникациях: дешевые оптоволоконные устройства могут быть встроены в каждый компьютер, на порядки снизив стоимость передачи данных.

Современные телекоммуникационные системы состоят из трех базовых устройств – лазеров (излучение света), модуляторов (кодирование информации в свет и обратно) и приемников (регистрация светового излучения). Cегодня все три устройства изготавливаются из некремниевых полупроводников (фосфид инидия, арсенид галлия). Технология слишком сложна для массового производства – используемые устройства громоздки и дороги. Если они будут изготавливаться из кремния, то можно уместить их на один маленький чип и поставить производство на поток. Использование кремния снизит себестоимость в сотни раз.

Самая сложная задача – создание лазера на основе кремния – была решена летом 2006 года. Проблема в том, что кремний – не тот материал, который легко заставить излучать свет. Объединенной команде исследователей из Intel и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре удалось создать гибридный лазер. В нем хоть и использовался фосфид инидия, однако в основу была положена силиконовая плата, что позволило снизить стоимость изготовления. Год спустя ученые усложнили конструкцию, чем добились улучшения характеристик: лазер излучал сверхкороткие световые импульсы на частоте 40 ГГц. Это вплотную приблизило ученых к созданию кремниевого лазера для высокоскоростных сетей. Если использовать такой лазер вместе со столь же производительным модулятором, получится необходимый источник света.

Такой модулятор уже существует. В августе 2007 года Intel объявил, что создан кремниевый модулятор, способный кодировать информацию со скоростью 40 Гбит в секунду (предыдущая версия – 10 Гбит). Используемые в промышленности модуляторы из дорогостоящих несиликоновых материалов лишь недавно достигли такой скорости кодирования.

Теперь наконец создан и кремниевый фотоприемник, соответствующий по производительности двум другим компонентам системы. Он может регистрировать световые вспышки, идущие со скоростью 40 Гбит в секунду, в то время как современные оптоволоконные сети в основном работают на частоте 10 Гбит. Новый детектор не только эффективнее, но и производит более чистый сигнал, чем аналоги.

Следующая задача, стоящая перед учеными, – интегрировать лазер, модулятор и детектор в единую систему и уместить ее на одном чипе. По словам Марио Паниччи, директора лаборатории кремниевой волоконной оптики Intel, если по отдельности все три устройства в лаборатории работают хорошо, то на этапе их совместного тестирования могут возникнуть проблемы. По его оценкам, интегрированная кремниевая оптика появится на рынке в течение пяти лет. Паниччи обещает, что чипы будут размером с ноготь и смогут оперировать терабитами информации. Этого достаточно, чтобы скачивать фильмы DVD-формата за секунды и отображать сложную 3D-графику в режиме реального времени. Стоимость такого чипа не будет высока, поскольку для его производства можно использовать технологии и оборудование, хорошо освоенные в микроэлектронной промышленности. 

Степан Гордеев

У партнеров

    «Эксперт Северо-Запад»
    №46 (348) 10 декабря 2007
    Выборы в Госдуму
    Содержание:
    С прицелом на 2 марта

    Думские выборы предопределили список кандидатов на пост президента страны. Ими наверняка станут преемник Владимира Путина, Геннадий Зюганов и Владимир Жириновский. Появление четвертого и тем более пятого кандидата становится все более проблематичным

    Реклама