IBM представила первый интегрированный кремний-фотонный чип

Следует отметить, что фотонно-электронный чип, созданный специалистами компании IBM, является своего рода компромиссом, в котором сделаны некоторые уступки реалиям современных технологий. Сам кристалл чипа может быть запакован в такой же корпус, как и обычные электронные чипы. Но в его составе отсутствуют одни из самых главных компонентов — источники света. Вместо этого свет от внешних лазеров подается через специальные «лазерные входные порты», но, как только свет попадает внутрь чипа, он может быть использован для передачи и обработки информации. Для ввода информации в чип имеется четыре входных порта, а результаты обработки выдаются наружу через четыре выходных порта, каждый из которых способен обеспечить скорость до 25 гигабит в секунду. А за счет использования технологии мультиплексирования по длине волны скорость каждого порта составляет 100 гигабит в секунду.
Архитектура фотонного чипа является масштабируемой и, пока только в теории, можно будет создать чипы с восемью входными и выходными портами, способные «переварить» поток данных скоростью до 800 гигабит в секунду. Но пока это все только в перспективе, на первом этапе компания IBM планирует использовать новые кремний-фотонные чипы в своих собственных информационных центрах и в составе высокопроизводительных вычислительных систем, где полоса пропускания коммуникационных каналов является главным узким местом.
Представители компании сообщают, что их специалисты уже произвели успешные испытаний четырехпортовых кремний-фотонных чипов, организовав при их помощи сеть, способную передавать информацию со скоростью 100 гигабит в секунду на расстояние до 2 километров. И если специалистам компании удастся создать оптические приемники и передатчики, способные потянуть скорость в 800 гигабит в секунду, то им придется заняться разработкой и производством восьмипортовых кремний-фотонных чипов.

Следующим шагом, который намерена сделать компания IBM, станет интеграция на кристалл чипа источников света — лазеров на основе полупроводниковых материалов III-V группы. Этот шаг будет достаточно долгим и тяжелым, но разработанные за это время технологии позволят включать в состав чипа не только лазеры, но и массу других оптических компонентов, включая волноводы, фотодиоды, оптические резонаторы, усилители и т.п., которые будут размещаться непосредственно рядом с обычными электронными компонентами.
Еще одним внушительным достижением компании является то, что новый кремний-фотонный чип был изготовлен на совершенно стандартном оборудовании по 90-нм CMOS-технологии. Это, в свою очередь, позволит избежать больших капитальных вложений в производство новых чипов тогда, когда эта технология станет достаточно зрелой для массового применения.