シリコンフォトニクスのブレークスルー：ウェハー上の集積レーザーが、より高速で効率的なコンピューティングを実現

米国とヨーロッパの研究者たちは、シリコンウェハー上に直接小型化されたレーザーを製造することに成功し、シリコンフォトニクスにおいて大きな進歩を遂げました。Nature誌に詳細が掲載されたこの革新的な技術は、シリコンチップ上にレーザーを「成長」させるもので、電子チップに使用されている既存のCMOS製造とのスケーラビリティと互換性を向上させます。

このブレークスルーは、光​​源とシリコンチップの統合という大きな課題に対処します。従来の方法では、個別のレーザーを取り付ける必要があり、動作が遅くなり、コストが増加します。レーザーをチップ上に直接作成することにより、光子を使用してデータをより高速に送信できるようになり、電子と比較してデータ容量が大きくなり、エネルギー損失が少なくなります。

チームは、業界標準である単一の300 mmシリコンウェハーに300個の機能的なレーザーを埋め込みました。レーザーは、コンピューターチップ間の短距離伝送に理想的な1,020 nmの波長の光を生成しました。このチップは、コンピューティングパフォーマンスを大幅に向上させ、データセンターのエネルギー消費を削減する可能性があります。レーザーに必要な閾値電流は、コンピューターマウスのLEDと同様のわずか5 mAで、出力は約1 mWでした。連続運転は室温（25°C）で500時間可能でしたが、効率は約55°Cで低下しました。このデモンストレーションは、より効率的で強力なコンピューティングに向けた重要な一歩であり、データ通信、機械学習、AI向けの費用対効果の高い高性能光デバイスへの道を開きます。