Исследователи корпорации IBM разработали новую технологию производства кристаллов полупроводниковых микросхем, которая объединяет электрические и оптические устройства на одной кремниевой подложке, позволяя частям чипа обмениваться информацией с помощью импульсов света. Согласно заявлению представителей IBM, новая технология CMOS Integrated Silicon Nanophotonics позволяет, по сравнению с обычными технологиями производства полупроводников, в десять раз увеличит плотность упаковки полупроводниковых структур. Это, в свою очередь, позволит разработать на основе этой технологии новые компьютерные процессоры, более быстрые и потребляющие меньшее количество энергии.

Разработка новой технологии была выполнена в рамках исследовательской программы IBM, названной Exascale computing program. Эта программа нацелена на разработку суперкомпьютера, который сможет выполнить более одного миллиона триллионов операций в секунду, т.е. Exaflop-уровня, приблизительно в тысячу раз более мощного, чем самый мощный существующий суперкомпьютер.

Электронные полупроводниковые структуры на основе кремниевых транзисторов сосуществуют на одном кристалле с кремниевыми нанофотонными устройствами. Один канал оптического приемопередатчика со всем оптическим и электрическим сопровождением занимает на кристалле площадь менее 0.5 квадратных миллиметров. Технология разработана таким образом, что для производства новых чипов может использоваться обычное технологическое оборудование для производства CMOS-полупроводников. При этом не требуется установка дополнительного специализированного оборудования или перенастройки производственных линий.

Основой новой технологии является разработанный исследователями набор различных активных и пассивных нанофотонных устройств. Размеры этих устройств сокращены до минимально допустимых пределов, определяемых дифракционным пределом, до самого маленького размера, которого может достичь полупроводниковая оптика.

"Наша технология, CMOS Integrated Nanophotonics, станет основой для беспрецедентного увеличения мощности компьютерных процессоров, которые будут использовать малопотребляющие оптические каналы передачи данных для обмена данными между памятью, вычислительными ядрами другими модулями в пределах одного чипа" - рассказывает доктор Юрий Власов, глава отдела кремниевой нанофотоники в исследовательском подразделении IBM Research. - "Следующим шагом развития этой технологии станет ее адаптация для предоставления возможности производства новых микросхем на производственных мощностях компании IBM".