25 september 2006
Intel laat weten dat uit onderzoek dat het bedrijf in samenwerking met de Universiteit van Californië, Santa Barbara, een chip heeft ontwikkeld die het mogelijk maakt om snelheden van 1 terabit per seconde te realiseren, ongeveer 1000 keer sneller dan nu via de Ethernet-verbindingen in rekencentra mogelijk is. De technologie is nog niet daar waar het zijn moet, maar Intel voorspelt nu al wel een revolutie in informatieverwerking en in de wijze waarop netwerken worden gebouwd en beheerd. Intel heeft de nieuwe techniek gedemonstreerd. In deze techniek wordt indiumfosfide, een materiaal dat in conventionele lasers wordt gebruikt, gecombineerd met standaard, goedkoop silicium. Conventionele silicium chips verzorgen de interconnectie binnen de meeste computersystemen, maar zijn beperkt in reikwijdte door de electrische eigenschappen van het metaal zoals dat in chips gebruikt wordt. De signalen die dit metaal veroorzaakt veroorzaken 'ruis' die de afstanden beperkt tussen systeemcomponenten en computerplatforms.
Optische systemen genereren geen ruis. Deze systemen worden dan ook gebruikt om data te verzenden over grote afstanden. Onderzoekers hebben al lang de potentiële voordelen ingezien van optische verbindignen, maar ze zijn uiterst kostbaar (tot Є 80.000 per verbinding). Dat is te kostbaar, zeker vergeleken met de kosten van Є 0,80 per verbinding die Intel met deze hybride silicium laserchip wil realiseren. Als Intel hierin kan slagen, dan kunnen optische verbindingen tegen lage kosten worden gebruitk binnen computersystemen zelf, waardoor de snelheid van verwerking dramatisch kan stijgen. In rekencentra biedt dit wegvallen van de beperkingen op afstand grote voordelen: het wordt veel makkelijker om veel dataverkeer te verwerken, het wordt mogelijk grote bestanden op snelle wijze te distribueren en het wordt eenvoudiger om grote archieven snel toegankelijk te maken. De fabricage van de laser begint met het etsen van een microkanaal in silicium. Dit kanaal is de golfgeleider: het licht wordt hier opgenomen. Het probleem was om op deze golfgeleider het indiumfosfide aan te brengen. De twee lagen bleken niet compatibel. Het groeien van een laag indiumfosfide op het kanaal liet de laser niet of nauwelijks werken. De oplossing bestond uit het verbinden van de twee lagen door middel van zuurstofplasma. Als laatste stap worden de elektroden aangebracht. Als de elektroden stroom produceren geeft het indiumfosfide licht af aan de golfgeleider. Daar wordt het licht versterkt tot een laser. Het prototype dat Intel presenteerde, bevat niet één golfgeleider, maar zeven. Deze vormen allemaal op zich een laser, maar ze kunnen in één proces worden gemaakt. In de toekomst worden het veel meer dan zeven lasers, want hoe meer licht, hoe groter de bandbreedte. 'Imagine that distances no longer matter', zegt Victor Krutul, een research directeur van Intel. 'Silicon lasers probably need another five years of development before they can be sold commercially. We know how to build it. We've proven the science. We have all the individual components, and now we have to integrate them and make them fly'. John Bowers, professor in 'electrical and computer engineering' aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara, is aan het Intel project verbonden als een van de grote experts op het vlak van infiumfosfide-onderzoek. Hij stelde dat het onderzoek een mijlpaal in het onderzoek is. 'By combining UCSB’s expertise with indium phosphide and Intel’s silicon photonics expertise, we have demonstrated a novel laser structure based on a bonding method that can be used at the wafer-, partial-wafer or die-level and could be a solution for large-scale optical integration into a silicon platform', zo zei hij. 'This marks the beginning of highly integrated silicon photonic chips that can be mass produced at a low cost'.
