Development

Infrastructuur
 chalcogenide-silicon chip

Glazen chip rijp voor massaproductie

Vergeet volledig optische verwerking, hier komt de hybride glazen chip

chalcogenide-silicon chip © CUDOS
27 juli 2017

Vergeet volledig optische verwerking, hier komt de hybride glazen chip

De nieuwe hybride chip kan data tot wel honderd keer zo snel verwerken als de huidige generatie chips. En het voordeel is dat deze wel compatibel is met het huidige CMOS-chipontwerp.

Volledige optische signaalverwerking is de heilige graal die een eind kan maken aan veel beperkingen van de huidige chips. Datatransport tussen chiponderdelen gaat met de snelheid van het licht en wederzijdse beïnvloeding van verschillende datasignalen hoeft niet meer voor te komen. Optisch transport in netwerken werkt al tijden zo. Het nadeel is dat de apparatuur nogal groot is. Voor optische verwerking in een computerchip of sterker nog de chips in smartphones moet nog een enorme miniaturisering plaatsvinden. En dat gaat nog niet zo snel.

In Australië pakte een onderzoeksgroep een alternatieve route. Ze combineerden chalcogenide glas met silicium, de traditionele basis van chips. Ze claimen daarbij de eigenschappen van beide materialen te hebben behouden en zo een functioneel en efficiënt ultracompact optisch circuit te hebben gecreëerd. Ze kwamen op het idee doordat aan de universiteit van Sydney al enkele jaren zeer goede resultaten zijn geboekt met deze chalcogenide glastypes bij het miniaturiseren van optische schakelingen. Die werden toegepast om de gevoeligheid van radar te verbeteren.

Massaproductie ligt om de hoek

Door die chalcogenide glastypes te combineren met silicum kunnen de nieuwe chips veel makkelijker in de productiemethoden van de huidige halfgeleiderindustrie worden ingepast, zegt Benjamin Eggleton van het Australian Institute for Nanoscale Science and Technology (AINST) de hoogleraar die het project begeleid. "Dat stelt ons in staat meerdere functionaliteiten op een enkele chip te integreren met actieve en passieve componenten zoals detectors en modulators die nodig zijn voor geavanceerde functies."

De siliciumlaag van eerste hybride chips zijn uiteindelijk gemaakt op wafers in een halfgeleiderfabriek in België en vervolgens is het glas er op aangebracht in het Laser Physics Centre van de Australian National University (ANU) en de lithografie vond plaats School of Engineering van het Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT). De chips zijn vervolgens gekarakteriseerd en getest bij de CUDOS groep van het AINST van de universiteit van Sydney.

Als demonstratie van de eigenschappen van de hybride aanpak heeft de groep een compacte laser op een chip gebouwd. "De doorbraak hier is dat we daadwerkelijk een zeer efficiënte interface van glas naar silicium hebben, waardoor we het beste van twee werelden combineren", zegt Eggleton. Deze demonstratie laat zien dat er een wereld aan nieuwe mogelijkheden is gecreëerd en brengt de industriële toepassing van ons laboratoriumonderzoek een stap dichterbij, voegt onderzoeker Blair Morrison toe. Hij publiceerde het werk samen met hoofdonderzoeker  Alvaro Casas Bedoya gisteren in het wetenschappelijk tijdschrift Optica.

Lees meer over
Lees meer over Development OP AG Intelligence
Reactie toevoegen