IBM integriral optične in električne elemente na isti silicijev kristal

IBM je danes predstavil pomembno odkritje, ki bo v prihodnosti lahko prineslo pomemben napredek pri hitrosti prevajanja informacij. Te v elektronskih napravah danes pošiljamo z električnimi signali po bakrenih vodnikih. A če lahko podatke po podmorskih kablih prenašamo s svetlobnimi pulzi, zakaj ne bi tega počeli tudi v samih čipih. Sliši se preprosto, izvedba pa ni niti malo enostavna. O ideji se je razpravljajo zadnjih 10 let, IBM je prvi delujoč koncept pokazal leta 2010, danes pa so predstavili prvi prototip. Tehnologijo so poimenovali silicijeva nanofotonika in omogoča povečanje hitrosti komunikacije med čipi za več velikostnih razredov.

Od leta 2010 je IBM tehnologijo uspel pripeljati tako daleč, da imamo danes že zelo dober približek komercialnemu izdelku. To pomeni, da do končnega izdelka manjka le še malo. In kje bi tovrstne čipe potrebovali? V domačih računalnikih za zdaj še ne, bodo pa zanje hvaležni proizvajalci superračunalnikov, kjer je zelo občutljivo ozko grlo hitrost komunikacije med jedri oziroma vozlišči.

IBM-ov dosežek ima dvoje pomembnih prednosti. Prvič, uspeli so optične in električne komponente spraviti na en silicijev čip. Tranzistorje, kondenzatorje in upore kot električne elemente in modulatorje, fotodetektorje in valovode kot optične elemente so vgradili v isti kristal silicija. To je pomembno, saj jih lahko tako proizvajajo na isti liniji z istim procesom. Še pomembneje pa je dejstvo, da je IBM ta čip proizvedel kar s svojim 90 nm-postopkom. To je standardni postopek, s katerim se proizvajajo že številni drugi procesorji. S tem je IBM obstoječo in preverjeno tehnologijo uporabil za proizvodnjo povsem novega izdelka. To je bil najtežji del razvoja in hkrati tudi najpomembnejši, saj smo dobili čip, ki ga ni pretirano drago izdelati. Že pred dvema letoma so namreč imeli prototip, ki pa je bil lepljenka 130 nm (za multiplekser) in 65 nm-tehnologije (za fotodetektor).

Kaj pa hitrost? Optični modulatorji in germanijevi fotodetektorji zmorejo pošiljati in sprejemati podatke s 25 Gbps s štirikanalnim multipleksiranjem valovnih dolžin (WDM). To je prepustnost enega elementa, v čipu pa je seveda integriranih več.