Кремниевая фотоника вышла на новый рубеж

Процессоры современных компьютеров имеют дело только с потоком электронов, которые перемещаются по медным проводникам. У этой технологии есть большой недостаток - использование медных проводников ограничивает скорость передачи данных, а сами проводники при этом заметно нагреваются. Ученые давно пытались использовать для передачи данных в процессорах не электроны, а фотоны и пучки света.

Разработчики Intel представили оптический модулятор на основе кремниевого полупроводника, способный кодировать данные со скоростью 30 Гбит/с. Это вплотную приближается к скорости 40 Гбит/с, которую дают модуляторы на основе фосфида индия, используемые сейчас в оптоволоконных сетях.

Марио Паниччиа (Mario Paniccia), директор лаборатории Intel по разработке технологий фотоники, считает, что кремниевый модулятор, способный работать на этих скоростях, поможет создать более производительные компьютеры на основе фотонных чипов. Кроме того, можно будет полностью перейти на кремниевые фотонные чипы в оптических сетях.

Кремниевые чипы недороги и могут производиться на нынешних заводах, тем самым новые фотонные чипы могут заменить дорогостоящие элементы современных оптических сетей. Сейчас для этих целей применяют чипы на основе фосфида индия. В 2004 году инженерам Intel удалось создать первый кремниевый модулятор, работающий на скорости 1 Гбит/с, в 2005 году скорость удалось повысить до 10 Гбит/с. Достижение Intel скорости модуляции 30 Гбит/с развеяло миф о том, что кремниевые чипы для фотоники не годятся.

В основе оптического модулятора лежит диод, аналогичный используемым во многих электронных устройствах. Свет поступает в модулятор, где расщепляется на два луча, каждый из которых проходит через кремниевый диод. При подаче напряжения на диоды у светового луча происходит фазовый сдвиг, который и используют для кодирования данных - в зависимости от фазы луч света может кодировать либо 0, либо 1.

Д-р Паниччиа считает, что можно достичь скорости модуляции в 40 Гбит/с, тщательно подобрав химический состав полупроводника. Он уверен, что к 2010 г. оптические модуляторы на кремниевых чипах будут готовы к массовому выпуску. Одновременно в Intel идет разработка интегрированного фотонного чипа на основе единого гибридного кристалла. Устройства такого типа будут использоваться при создании компьютеров и центров обработки данных будущего, сообщает Technology Review.