Percée dans la photonique sur silicium : des lasers intégrés sur des wafers permettent une informatique plus rapide et plus efficace

Des chercheurs américains et européens ont réalisé une avancée significative dans la photonique sur silicium en fabriquant avec succès des lasers miniaturisés directement sur des wafers de silicium. Cette innovation, détaillée dans une publication de Nature, consiste à 'faire croître' des lasers sur une puce de silicium, un processus qui améliore l'évolutivité et la compatibilité avec la fabrication CMOS existante utilisée pour les puces électroniques.

Cette percée répond à un défi majeur : l'intégration de sources lumineuses avec des puces de silicium. Les méthodes traditionnelles consistent à fixer des lasers séparés, ce qui ralentit le fonctionnement et augmente les coûts. En créant des lasers directement sur la puce, les données peuvent être transmises plus rapidement à l'aide de photons, offrant une plus grande capacité de données et des pertes d'énergie plus faibles par rapport aux électrons.

L'équipe a intégré 300 lasers fonctionnels sur un seul wafer de silicium de 300 mm, une norme industrielle. Le laser a produit de la lumière avec une longueur d'onde de 1 020 nm, idéale pour les transmissions à courte portée entre les puces d'ordinateur. Cette puce pourrait considérablement améliorer les performances informatiques et réduire la consommation d'énergie dans les centres de données. Le laser nécessitait un courant de seuil de seulement 5 mA, similaire à une LED dans une souris d'ordinateur, et sa puissance de sortie était d'environ 1 mW. Bien qu'un fonctionnement continu ait été possible pendant 500 heures à température ambiante (25 °C), l'efficacité a diminué à environ 55 °C. Cette démonstration marque une étape importante vers une informatique plus efficace et plus puissante, ouvrant la voie à des dispositifs optiques rentables et performants pour les communications de données, l'apprentissage automatique et l'IA.