Прорыв в кремниевой фотонике: интегрированные лазеры на пластинах обеспечивают более быструю и эффективную обработку данных

Исследователи из США и Европы добились значительного прогресса в кремниевой фотонике, успешно изготовив миниатюрные лазеры непосредственно на кремниевых пластинах. Эта инновация, подробно описанная в публикации Nature, включает в себя «выращивание» лазеров на кремниевом чипе, процесс, который повышает масштабируемость и совместимость с существующим CMOS-производством, используемым для электронных чипов.

Этот прорыв решает серьезную проблему: интеграцию источников света с кремниевыми чипами. Традиционные методы включают в себя прикрепление отдельных лазеров, что замедляет работу и увеличивает затраты. Создавая лазеры непосредственно на чипе, данные можно передавать быстрее с помощью фотонов, что обеспечивает большую емкость данных и меньшие потери энергии по сравнению с электронами.

Команда встроила 300 функциональных лазеров на одну 300-мм кремниевую пластину, что является отраслевым стандартом. Лазер излучал свет с длиной волны 1020 нм, что идеально подходит для передачи на короткие расстояния между компьютерными чипами. Этот чип может существенно повысить производительность вычислений и снизить энергопотребление в центрах обработки данных. Лазер требовал пороговый ток всего 5 мА, как у светодиода в компьютерной мыши, а его выходная мощность составляла около 1 мВт. Хотя непрерывная работа была возможна в течение 500 часов при комнатной температуре (25 ° C), эффективность снижалась примерно при 55 ° C. Эта демонстрация знаменует собой важный шаг на пути к более эффективным и мощным вычислениям, открывая путь к экономичным и высокопроизводительным оптическим устройствам для передачи данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.