Schnellster Siliziumchip verarbeitet 170,8 GBit/s

Chip teilt optisches Datensignal in vier Datenströme mit je 42,7 GBit/s. Ein internationales Forscherteam unter deutscher Leitung hat einen Chip entwickelt, der viermal leistungsfähiger als der bisherige Rekordhalter ist. Er ermöglicht es, ein optisches Datensignal, das bei 170,8 Gigabit pro Sekunde arbeitet, so umzuschreiben, dass daraus vier Datenströme mit 42,7 Gigabit pro Sekunde entstehen. Sie können anschließend auf elektronischem Wege weiterverarbeitet werden.

27. April 2009 um 09:40 Uhr / Jens Ihlenfeld

Die Wissenschaftler haben ein organisches Material entwickelt, das auf bislang unerreichte Weise hohe optische Qualität mit der Fähigkeit kombiniert, Lichtsignale zu übertragen. Das internationale Team unter der Leitung der Karlsruher Professoren Jürg Leuthold und Wolfgang Freude fand eine technische Lösung, um dieses Material in die Siliziumchip-Technologie zu integrieren, so dass es in Geräten der optischen Telekommunikation eingesetzt werden kann. "Der Chip kann die Daten von 2,6 Millionen Telefonanrufern verarbeiten" , so Leuthold.

Da der Chip die Daten auf optischem Wege verarbeite, "kann man die durch die Elektronik bedingten Geschwindigkeitslimits um einen Faktor vier – und noch mehr – überschreiten" , so Leuthold. Den bisher von Intel gehaltenen Rekord von 40 GBit/s übertrafen die Forscher um Leuthold und Freude mit ihren 170,8 GBit/s deutlich.

Dazu beschritten die Forscher einen neuen Weg: Die lichtführenden Bahnen auf ihrem Siliziumchip haben im Gegensatz zu den lichtführenden Wellenleitern der Konkurrenz einen etwa 100 Nanometer breiten Spalt in der Mitte. Diesen füllten sie mit einem neuartigen organischen Molekül auf, das dem optischen Wellenleiter zu der hohen Geschwindigkeit verhalf.

Dabei erhitzen die Forscher das Material bis zur Dampfphase, in der sie es auf die Siliziumstruktur legen. Danach bildet es einen homogenen festen Zustand aus. So füllen die Moleküle den Spalt komplett und gleichmäßig – und verhindern Streuverluste. Leuthold spricht dabei von einem "Durchbruch" .

Leuthold hält es daher für wahrscheinlich, "dass wir auch bei höchsten Bitraten weiterhin mit Silizium arbeiten können" .

Die Wissenschaftler, unter ihnen vier Forscher vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – in dem sich das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft und die Universität Karlsruhe zusammengeschlossen haben -, der ETH Zürich sowie der Universitäten Genth und Lehigh, publizierten ihre Forschungsergebnisse in der April-Ausgabe von Photonics Nature.