Intel: Datenübertragung mit 1 Terabit pro Sekunde per Laser

Erster Hybrid-Laser mit eigener Lichtquelle hergestellt

Forschern von Intel und der kalifornischen Universität in Santa Barbara ist es gelungen, den ersten "Hybrid-Laser" in Halbleitertechnik herzustellen. Damit rückt die Fertigung von Kommunikationsbausteinen für extrem schnelle Datenübertragungen in greifbare Nähe.

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Chip mit Hybrid-Laser
Chip mit Hybrid-Laser
Was Intel in seinem Labor in Santa Clara als "Silicon Photonics" entwickelt, gilt als eines der wichtigsten Gebiete der Grundlagenforschung im Bereich Nachrichtentechnik. Sowohl für Telekommunikation wie lokale Netzwerke als auch die Chip-zu-Chip-Verbindung in Rechenanlagen gelten Glasfasern als Mittel der Wahl, um die immer größeren Datenmengen der Zukunft zu bewältigen.

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Raman-Verstärker im Betrieb
Raman-Verstärker im Betrieb
Ein Wunsch der Hersteller ist es dabei, die Laser-Technologie auch mit den Methoden der Halbleiterfertigung herstellen zu können. Das verspricht wesentlich geringere Kosten und höhere Stückzahlen. Zwar konnte Intel bereits im Februar 2005 einen Verstärker für Laserlicht auf Basis des Raman-Effekts vorstellen, dabei war aber eine externe Lichtquelle nötig. Laserquellen auf Halbleiterbasis herzustellen ist dabei nicht das Problem, seit Jahrzehnten arbeitet jeder CD-Player mit einer Laser-Diode. Vielmehr gelang es bisher nicht, die Lichtquelle auf einem Chip zu integrieren, was die Konstruktionen groß und damit teuer machte.

Oben der Laser, unten der Verstärker
Oben der Laser, unten der Verstärker
Genau das ist nun aber unter Mithilfe von Wissenschaftlern der Universität von Santa Barbara gelungen. Dabei wird auf Intels Raman-Verstärker mit einer "Glaskleber" genannten Verbindung, zu der sich die Forscher beharrlich ausschweigen, ein Laser aus Indium-Phospit angebracht. Der Laser strahlt in die darunter liegenden Lichtkanäle aus Silizium, der Chip übernimmt dann die Verstärkung und Modulation, was letztendlich die Datenübertragung ermöglicht. Die Verbindung mittels des Glasklebers wird dabei in einem Sauerstoff-Plasma vorgenommen, was bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen um 300 Grad Celsius funktionieren soll und in einer Halbleiter-Fabrik zu bewerkstelligen ist.

25 Laser liefern 1 TBit/s
25 Laser liefern 1 TBit/s
Auf einem Chip sollen sich bis zu 25 der Hybrid-Laser bündeln lassen, mit den dahinter geschalteten Modulatoren soll jeder eine Datenrate von 40 Gigabit pro Sekunde über eine Glasfaser erreichen. Das an den Chip angeschlossene Faserbündel erreicht somit eine Bandbreite von einem Terabit pro Sekunde.

Blick ins Silicon Photonics Lab von Intel
Blick ins Silicon Photonics Lab von Intel
Derartige Geschwindigkeiten sind etwa für die Backplanes von Telekommunikations-Racks nicht überdimensioniert, und auch die Verbindung von Chips in einem Rechnersystem soll so revolutioniert werden - schon heute erreichen Prozessoren untereinander Geschwindigkeiten von einigen Dutzend Gigabyte - und nicht Gigabit - pro Sekunde. Für diese Chip-zu-Chip-Kommunikation forscht Intel unter anderem in seinen neuen Labors in Braunschweig. Serienreif soll die neue Technologie spätestens bis zum Jahr 2010 sein.

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