IBM entwickelt Fotodetektor für optische On-Chip-Datenübertragung
Die neuartige Avalanche-Fotodiode soll sich in CMOS-Schaltungen integrieren lassen und pro Sekunde bis zu 40 GBit an Daten empfangen.
(Bild: IBM)
Optische Datenkommunikation ist schon ein alter Hut, dient aber hauptsächlich der Überbrückung größerer Distanzen. Doch auch bei der Kommunikation zwischen einzelnen Halbleiterbauelementen auf einer Platine oder sogar innerhalb von Chips verspricht optische Technik Vorteile. Mit einer besonders schnellen und kleinen Avalanche-Fotodiode (APD), die vor allem mit der vergleichsweise niedrigen Bias-Spannung von 1,5 Volt auskommt und sich in CMOS -Baulemente aus gängiger Fertigungstechnik integrieren lässt, haben IBM-Forscher nach eigenen Angaben eine entscheidende Komponente für künftige Photonik-Chips entwickelt.
Die Eigenschaften des neuen Germanium-Detektors beschreibt ein Artikel in der Zeitschrift Nature. Demnach sollen bei 1,5 Volt Bias-Spannung Datentransfers mit über 30 GBit/s möglich sein, bei höherer Bias-Spannung noch mehr. Die von Intel 2008 demonstrierte APD erreichte ihr extrem hohes Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt hingegen erst bei den für solche Bauelemente üblichen 25 bis 30 Volt – die Intel-Forscher hatten seinerzeit angekündigt, die Bias-Spannung ihrer Entwicklung stark senken zu wollen.
Das IBM-Team hingegen weist darauf hin, dass das Unternehmen nun den Werkzeugkasten für Entwickler fotonischer Schaltungen komplett bestückt habe: Seit Dezember 2006 stehe eine fotonische Verzögerungsleitung zum Puffern optischer Informationen zur Verfügung, seit Dezember 2007 ein elektrooptischer (Mach-Zehnder-)Modulator und seit März 2008 ein nanofotonischer Schalter. Nun könne die Entwicklung von Chips mit interner optischer Kommunikation beginnen, die sich beispielsweise in eine zusätzliche Ebene eines mehrlagigen Bauelements integrieren lasse.
Auch andere Forscherteams arbeiten an fotonischen Funktionsblöcken: Intel etwa hatte 2006 einen Hybrid-Silizium-Laser vorgestellt, Physiker des Boston College 2007 einen Lichtleiter im Nanoformat und im vergangenen Jahr ein europäischer Forschungsverbund einen optischen Hybrid-CMOS-Demultiplexer sowie ein US-Team eine weitere "Lichtbremse". (ciw)
