Intel geeft chips licht met hybride silicon laser

Terwijl processoren steeds sneller worden, blijft communicatie -- zowel binnen als tussen computers en componenten -- relatief achter. Licht moet uitkomst bieden.

Onderzoekers van Intel hebben in samenwerking met de universiteit van Santa Barbara (UCSB) een hybride silicon laser op één enkele chip ontwikkeld. Deze doorbraak bouwt voort op de Raman-laser op een chip waarmee Intel begin vorig jaar al grote vorderingen in het lab maakte. Deze ontwikkeling maakt massaproductie mogelijk voor telecommunicatie- en computercomponenten die met licht communiceren. 

De Intel-onderzoekers hebben samen met hun UCSB-collega's nu de standaard chipgrondstof silicium weten te combineren met indium fosfide. Laatstgenoemde kan licht uitstralen, terwijl het eerstgenoemde materiaal licht kan routeren. Silicium is een slechte licht-uitstraler; het geeft erin gestoken energie immers vooral als hitte af. Met de nieuwe combinatie is een aanpasbare laser op een enkele, hybride chip gevormd. 

Belangrijkste verschil met Intels verbetering van de Raman-laser begin vorig jaar is dat die nog optisch werd 'aangedreven'. De nu onthulde hybride silicon laser draait op elektriciteit. "Dus we kunnen de laser eenvoudig aan- en uitzetten, maar ook reguleren via het voltage", legt professor John Bowers van UCSB uit. Het huidige prototype verbruikt slechts 1,6 milliWatt, maar werkt tot slechts 40 graden Celsius. "We willen het nu verbeteren om zeker 70 graden te halen."

Ook belangrijk is dat deze chip te produceren is met reguliere halfgeleiderproductiemethoden, dus de schaalvoordelen van massaproductie geniet. Ook hier is voortgang geboekt: de binding van het indium fosfide aan het silicium op de chipwafel (wafer) gebeurt in één productiehandeling (step). Daarbij krijgt de chipbasis per keer meerdere lasers die daarna door het silicium worden gestuurd. "We hoeven nu niet meer één laser per keer te maken om die dan met nóg een productie-step af te stellen."

Het duurt echter nog enkele jaren voor het zover is; de nu bereikte doorbraak bevindt zich nog in de laboratorium-fase. Bowers schat na flink aandringen dat dit in 2012 op z'n vroegst op de markt komt. "Het duurt dus niet lang meer, geen twintig jaar hoor."

Mario Paniccia, directeur van Intels lab voor lichttechnologie, is nu al opgetogen: "Dit kan de laatste barrière wegnemen voor tientallen of zelfs honderden cores op één chip." Hij voorziet terabit-computers, multi-multicore processoren, moederborden en serverbackplanes met ingebouwde lichtpaden en glasvezel naar gewone huizen.