Прорив у кремнієвій фотоніці: інтегровані лазери на пластинах забезпечують швидші та ефективніші обчислення

Дослідники зі США та Європи досягли значного прогресу в кремнієвій фотоніці, успішно виготовивши мініатюрні лазери безпосередньо на кремнієвих пластинах. Ця інновація, детально описана в публікації Nature, передбачає «вирощування» лазерів на кремнієвому чипі, процес, який покращує масштабованість і сумісність з існуючим виробництвом CMOS, що використовується для електронних чипів.

Цей прорив вирішує головну проблему: інтеграцію джерел світла з кремнієвими чипами. Традиційні методи передбачають приєднання окремих лазерів, що уповільнює роботу та збільшує витрати. Створюючи лазери безпосередньо на чипі, дані можна передавати швидше за допомогою фотонів, що забезпечує більшу ємність даних і менші втрати енергії порівняно з електронами.

Команда вбудувала 300 функціональних лазерів на одну 300-мм кремнієву пластину, що є галузевим стандартом. Лазер випромінював світло з довжиною хвилі 1020 нм, що ідеально підходить для передачі даних на короткі відстані між комп’ютерними чипами. Цей чип може значно покращити обчислювальну продуктивність і зменшити споживання енергії в центрах обробки даних. Лазер потребував порогового струму лише 5 мА, подібно до світлодіода в комп’ютерній миші, а його вихідна потужність становила близько 1 мВт. Хоча безперервна робота була можливою протягом 500 годин при кімнатній температурі (25° C), ефективність знижувалася приблизно при 55°C. Ця демонстрація знаменує собою значний крок до більш ефективних і потужних обчислень, відкриваючи шлях для економічно ефективних, високопродуктивних оптичних пристроїв для передачі даних, машинного навчання та штучного інтелекту.