Розроблено оптичний модулятор, який можна виробляти як і звичайні чипи

Дослідники Технологічного інституту Карлсруе (KIT) розробили модулятор, який можна виготовляти за допомогою стандартних напівпровідникових процесів. Вчені інтегрували танталат літію - матеріал із винятковими електрооптичними властивостями - у перевірену технологію виробництва мікросхем. Це дозволяє створювати високоефективні оптичні компоненти безпосередньо на кремнієвих чипах, використовуючи традиційні напівпровідникові процеси. Досі ці дві технології ніколи не використовувалися разом, але тепер вони вперше роблять можливим надійне масове виробництво таких компонентів.

Світлові модулятори перетворюють електричні сигнали на світлові імпульси. Вони вже є основою високошвидкісного інтернету та підходять для завдань із величезними потоками даних, як-от навчання штучного інтелекту. Проте сам процес виробництва є революційним.

«Ключовий прогрес полягає в мідних електродах та способі їх виготовлення», - зазначає професор Крістіан Коос (Christian Koos), голова Інституту фотоніки та квантової електроніки (IPQ) при KIT.

Мідь проводить сигнали краще, ніж золото, яке використовувалося раніше. Водночас мідь дозволяє створювати надзвичайно гладкі поверхні, що робить компонент ефективнішим завдяки меншим втратам енергії. Ці електроди виготовляються за процесом, який вже мільйони разів протестований у виробництві комп'ютерних чипів. Результатом є майже дзеркально гладка поверхня, що дозволяє з’єднувати оптичні мікросхеми з електронними.

Тести команди KIT показали стабільність. «Модулятор забезпечує дуже високу швидкість передачі даних і, перш за все, працює стабільно без необхідності постійно коригувати налаштування», - каже Александр Котц (Alexander Kotz) з IPQ.

Відсутність потреби у постійному підлаштуванні під час безперервної роботи спрощує системи передачі та заощаджує енергію. Це критично важливо для мільйонів таких компонентів, що використовуються в дата-центрах та AI-кластерах.

Модулятор досягає швидкості понад 400 Гбіт/с. Це еквівалентно одночасній трансляції близько 80 000 HD-потоків або передачі 8 повних HD-фільмів за секунду.

«Ми працюємо на межі технічних можливостей сьогодення. Швидка, економна, надійна та придатна для промислового виробництва - це поєднання робить технологію привабливою саме для дата-центрів та AI-кластерів, які вже страждають від "вузьких місць" в обміні даними між процесорами», - підкреслює Крістіан Коос.