CMOS Integrated Silicon Nanophotonics

IBM verbindet Siliziumchips optisch

IBM hat eine neue Technik vorgestellt, um elektrische und optische Komponenten auf einem Chip zu integrieren. Die CMOS Integrated Silicon Nanophotonics genannte Technik soll eine sehr schnelle Kommunikation zwischen Chips ermöglichen und den Weg zu einem Supercomputer mit einer Rechenleistung von 1 Exaflop ebnen.

IBMs CMOS Integrated Silicon Nanophotonics sollen vor allem eine schnellere Kommunikation zwischen Chips erlauben, da sich elektrische und optische Komponenten auf einem Chip vereinen lassen. Die Herstellung solcher Chips soll im herkömmlichen CMOS-Verfahren möglich sein, was hilft, Herstellungskosten gering zu halten. Noch aber muss IBM nachweisen, dass sich die Chips in kommerziellen Chipfabriken fertigen lassen.

Silizium-Transistoren und die nanophotonischen Komponenten teilen sich dabei eine gemeinsame Siliziumschicht. Dazu haben IBMs Forscher integrierte und extrem kompakte aktive und passive nanophotonische Komponenten entwickelt, die bis an die Beugungsgrenze verkleinert wurden, der kleinsten Größe, die dielektrische Optiken zulassen.

IBMs CMOS Integrated Silicon Nanophotonics

Dank der neuen Technik ist es laut IBM möglich, mit wenigen zusätzlichen Komponenten Modulatoren, Germanium-Photodektoren und extrem kleine Wellenlängen-Multiplexer in analoge und digitale CMOS-Schaltkreise zu integrieren. Letztendlich lassen sich damit dann optische Transceiver aus einem Chip herstellen. Bislang müssen diese aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt werden.

Ein einzelner Transceiver-Kanal soll gerade einmal eine Fläche von 0,5 Quadratmillimetern benötigen und ist laut IBM damit zehnmal kleiner als ähnliche bislang angekündigte Bauteile. Ein kompletter Ein-Chip-Transceiver, der einen Datendurchsatz von mehreren TBit/s hat, lässt sich in einem 4 x 4 Millimeter großen Chip realisieren.