«Результаты этого исследования еще раз подтверждают, что на базе кремниевых элементов можно создавать оптические устройства с очень высокими эксплуатационными характеристиками, – считает Марио Паниччиа (Mario Paniccia), руководитель Intel Photonics Technology Lab. – Кроме оптической связи, кремниевые лавинные фотодиоды также можно использовать в других областях, включая распознавание, формирование изображений, квантовую криптографию, а также биологические системы».
Кремниевая фотоника – перспективная развивающаяся технология, в которой обычный кремний используется для передачи и приема оптической информации между компьютерами и другими электронными устройствами. Эта технология поможет удовлетворить потребности в пропускной способности будущих вычислительных приложений с высокой интенсивностью обработки данных (таких как системы удаленного медицинского обслуживания и реалистичные трехмерные виртуальные миры).
Сверхбыстрая передача данных будет необходимым условием для работы компьютеров будущего, оснащенных многоядерными процессорами. Технология передачи данных на базе кремниевой фотоники также позволит создавать недорогие высокопроизводительные крупносерийные вычислительные системы. Это достижение основано на предыдущих открытиях Intel, таких как высокоскоростные кремниевые модуляторы и гибридные кремниевые лазеры. Совместное использование этих технологий может привести к созданию цифровых устройств совершенно новых типов, обладающих гораздо большей производительностью по сравнению с производительностью устройств, доступных сегодня.
Группа под руководством исследователей Intel разработала кремниевый лавинный фотодиод – исключительно чувствительный фотодетектор, позволяющий обнаруживать световое излучение и усиливать слабые световые сигналы, направленные на кремниевый приемник. При разработке этого устройства APD использовались кремниевые элементы и технологии CMOS. Добротность усилителя допускает работу на частотах до 340 ГГц – это наилучший результат из когда-либо достигнутых на APD. Новое устройство позволяет создавать недорогие оптические линии со скоростью передачи данных 40 Гбит/с и выше.
Впервые опытным путем доказано, что технология кремниевой фотоники может обеспечивать более высокое быстродействие по сравнению с быстродействием традиционных, более дорогих оптических материалов, таких как фосфид индия.
В ходе исследования корпорация Intel активно сотрудничала с представителями IT-индустрии и научного сообщества. В финансировании проекта приняло участие Агентство перспективных исследований МО США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA). Разработкой производственного процесса и обработкой материалов занималась компания Numonyx, лидирующий производитель памяти на базе технологий NOR, NAND, RAM, а также энергонезависимой памяти с фазовым переходом.
«Это достижение – хороший пример сотрудничества Intel и Numonyx, – признал Йонатан Уонд (Yonathan Wand), вице-президент Numonyx по производству и директор завода Intel Fab1. – Мы намерены расширять это сотрудничество, чтобы добиться новых научных успехов в области кремниевой фотоники».