硅基芯片上的新型光通信
近幾十年來,計(jì)算性能的巨大增長(zhǎng)是通過將越來越多的晶體管壓縮到芯片的更緊湊的空間中來實(shí)現(xiàn)的。 然而,這種縮減也意味著將微處理器內(nèi)部的連線封裝得更加緊密,從而有可能導(dǎo)致組件間的信號(hào)泄漏,從而降低芯片各部分之間的通信速度。這種延遲,被稱為“互連瓶頸”,正在成為高速計(jì)算系統(tǒng)中日益嚴(yán)重的問題。 根據(jù)麻省理工學(xué)院物理系副教授Pablo Jarillo Herrero描述,解決互連瓶頸的一種方法是使用光而不是電線來在芯片的不同部分之間進(jìn)行通信連接。但這是一項(xiàng)不容易的任務(wù),如果利用硅材料,作為制造芯片的材料,發(fā)光也不是很容易。 近日,發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上的一篇論文中,研究人員描述了一種可以集成到硅cmos芯片中的光發(fā)射器和探測(cè)器。論文的第一作者是麻省理工大學(xué)博士后Ya-Qing Bie,她目前是在一個(gè)Jarillo Herrero教授和包括Dirk Englund在內(nèi)的跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作的研究小組中,后者是麻省理工學(xué)院電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的副教授。 該裝置是由一個(gè)稱為鉬碲化物半導(dǎo)體材料。這種超薄半導(dǎo)體屬于一個(gè)新興的材料,稱為二維過渡金屬硫化物。 與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料可以堆疊硅片不同,Jarillo Herrero說。 “為了使光電子與光通信的功能在芯片上實(shí)現(xiàn),研究人員一直試圖找到兼容的硅材料,但到目前為止,已被證明是非常困難的,”Jarillo Herrero說!袄,砷化鎵對(duì)光學(xué)很好,但它不能很容易地生長(zhǎng)在硅上,因?yàn)檫@兩種半導(dǎo)體是不兼容的! |