About / Advertise
En lavinfotodetektor utvecklad i Intels labb har visat sig ha högre prestanda än någon tidigare. Och inte nog med det - den är gjord till största delen i CMOS vilket borgar för lågt pris. Intel tror på kommersialisering inom två-tre år.Fotonikkomponenter, som fotodetektorer, lasrar och modulatorer, görs vanligtvis i så kallade III-V-material, exempelvis indiumfosfid eller galliumarsenid. Men mycket forskning pågår för att få fram motsvarande komponenter i CMOS, vilket skulle göra dem betydligt billigare att producera. Hittills har dock CMOS-komponenterna, i den mån de över huvud taget fungerat, haft betydligt lägre prestanda.
Intel hävdar nu att man nått ett genombrott. I senaste utgåvan av den vetenskapliga tidskriften Nature Photonics beskriver företagets forskare en lavinfotodetektor med en förstärkningsbandbredd (gain bandwidth) på 340 GHz, vilket är högre än någon annan lavinfotodiod i något material. Förstärkningsbandbredden är ett ungefärligt mått på förmågan att förstärka en signal oavsett datatakt.
- Det här är första gången en kiselfotonikkomponent har visat bättre prestanda än en III-V-komponent. Vi började med målet att nå 90 procent av prestanda jämfört med de exotiska materialen till ett pris som låg en storleksordning lägre, men nu har vi en kiselkomponent som har bättre prestanda än något som uppmätts hos indiumfosfid, säger Mario Paniccia, chef för Intels fotoniklabb, till nyhetssajten eetimes.com.
Riktigt ren CMOS är det dock inte frågan om. Ett lager av germanium används för absorption av fotoner i det infraröda våglängdsområdet. Med liknande strategi hoppas nu Intel kunna ta fram fler fotonikkomponenter.
- Målet är att lägga så mycket fotonik som möjligt i kisel, och jag tror vi kan klara allt utom lasern som behöver lite germanium, säger Paniccia.
Enligt Intel öppnar framstegen dörren för billigare optiska länkar för datatakter kring 40 Gbit/s och däröver. Därtill hoppas företaget att det låga priset ska få in lavinfotodetektorer i tillämpningar där de hittills ansetts för dyra.
- Förutom optisk kommunikation kan de användas för sensorer, bildhantering, kvantkryptografi och biologiska tillämpningar, säger Paniccia i ett pressmeddelande.
Projektet har fått stöd av den amerikanska försvarsforskningsmyndigheten Darpa, och utvecklingen har gjorts i samarbete med den av Intel och ST samägda minnesproducenten Numonyx, som stått för processkunnandet. Lavinfotodioderna har tagits fram i Numonyx fabriker.
En hel del jobb återstår dock innan komponenterna kan kommersialiseras. Bland annat måste känsligheten förbättras och "mörkerströmmen", den ström som läcker ut då lavinfotodioden inte utsätts för något ljus, måste minimeras. Det kan därför dröja två-tre år innan CMOS-fotoniken når marknaden.
