211service.com
Silicio fotonika ateina į rinką
Silicio fotonika – naudojant silicio lustus duomenis pernešantiems šviesos signalams siųsti ir priimti – žada padaryti perversmą telekomunikacijose, tačiau iki šiol ji daugiausia apsiribojo laboratorijomis. Dabar Luxtera , startuolis, įsikūręs Karlsbade, Kalifornijoje, iš Kalifornijos technologijos instituto, paskelbė apie pirmąjį optinį kabelį, pagrįstą ta pačia silicio technologija, kuri naudojama mikroprocesoriams gaminti. Bendrovė teigia, kad kabelis, vadinamas Blazar, per savo skaidulą gali siųsti 40 gigabitų duomenų per sekundę, tačiau kainuos tiek pat, kiek šiandieniniai 20 gigabitų per sekundę spartos optiniai kabeliai. Sukurtas naudojant standartinį papildomo metalo oksido puslaidininkio arba CMOS apdorojimą, tikėtina, kad kabelis pirmą kartą bus pritaikytas duomenų centruose ir kompiuterių grupėse.
Silicio fotonika: (1) Plonos linijos šio lusto paviršiuje yra bangolaidžiai, į silicį išraižyti kanalai, nukreipiantys šviesą. (2) Penki indžio fosfido pagrindu pagaminti lazeriai, pritvirtinti prie štampo. (3) „Luxtera“ mokslininkai modifikavo standartinę puslaidininkių bandymo įrangą, kad ji galėtų patikrinti optines ir elektrines funkcijas. (4) Šis įrenginys sujungia pluoštą su Luxtera silicio lustu.
Tai pirmasis pasaulyje CMOS fotonikos produktas, sako Cary Gunn, Luxtera CTO. Tai aštuonerių metų plėtros kulminacija: šešeri „Luxtera“, o prieš tai dveji metai „Caltech“.
Šiandien dauguma fotonikos prietaisų, tokių kaip lazeriai, moduliatoriai (įtaisai, koduojantys duomenis į šviesos pluoštus), ir detektoriai yra pagaminti iš brangių ne silicio medžiagų, tokių kaip indžio fosfidas ir ličio niobatas. Įprasta išmintis, kad silicis, nors ir puikiai tinka elektroninėms programoms, tokioms kaip mikroprocesoriai ir atmintis, nėra tinkamas šviesai generuoti, modifikuoti ar aptikti. Tačiau silicio fotonika yra sparčiai besivystanti sritis, nes atliekami tyrimai tokiose įmonėse ir universitetuose kaip Intel, IBM, Kalifornijos universitetas, Santa Barbara ir Caltech. (Žr. „Intel“ pagreitina silicio fotoniką.)
Klientai, į kuriuos iš pradžių skiria „Luxtera“, yra didelio našumo kompiuterių centrai ir duomenų centrai su serverių stelažais, sujungtomis į sistemas, besidriekiančias milžiniškuose kambariuose ir sandėliuose. Šie centrai sudaro šiuolaikinės informacijos infrastruktūros stuburą ir jais naudojasi interneto paslaugų teikėjai, vyriausybė, finansų pramonė, mokslininkai ir komunalinių paslaugų įmonės. Ir daugumoje jų įranga yra sujungta variniais kabeliais, kurių pralaidumas yra ribotas, kuris mažėja didėjant atstumui. Pavyzdžiui, stori variniai kabeliai pusantro metro atstumu gali perduoti tik apie 10 gigabitų duomenų per sekundę.
Kadangi varis, nors ir palyginti nebrangus, yra lėtas ir riboja fizinį sudėtingų skaičiavimo sistemų išdėstymą, inžinieriai vietoj to renkasi šviesolaidinius kabelius, kurie užtikrina daug didesnį pralaidumą ir gali ištempti daugiau nei 300 pėdų atstumus neprarandant duomenų perdavimo pajėgumų. . Optiniai kabeliai taip pat yra plonesni ir daug lankstesni nei variniai, todėl jie padeda duomenų centruose vėsinti: stori variniai kabeliai dažniausiai sulaiko šilumą ir blokuoja ventiliatorių aušinimo orą. Tačiau kadangi standartinio optinio kabelio siųstuvai-imtuvai – lustai jo galuose, siunčiantys ir priimantys duomenis – pagaminti iš brangių puslaidininkių, pats kabelis gali brangti.
„Luxtera“ tikisi, kad optiniai kabeliai bus prieinamesni, kai siųstuvo-imtuvo dalyse panaudos silicį. Gunn paaiškina, kad kiekviename siųstuve (pusė siųstuvo-imtuvo) naujajame kabelyje yra palyginti nebrangus, jau parduodamas indžio fosfido lazeris. Šio lazerio šviesa yra padalinta į keturis pluoštus ir kiekvienas spindulys praeina per moduliatorių, pagamintą iš silicio. Gunn sako, kad į kiekvieną moduliatorių siunčiamas elektrinis signalas, kad signalas būtų įspaustas tiesiai į šviesos bangą 10 gigabitų duomenų per sekundę greičiu. Tada kitas silicio fotonikos įrenginys, vadinamas holografiniu lęšiu, paleidžia šviesą į pigų pluoštą. Holografinis lęšis yra litografiškai išgraviruotas į lusto paviršių ir pakeičia lęšių masyvą, esantį standartiniame optiniame kabelyje. Po to, kai ji perduodama šviesolaidžiu, duomenimis užkoduota šviesa praeina per kitą holografinį lęšį ir nukreipiama į indžio fosfido pagrindu veikiančių fotodetektorių rinkinį, kuris paverčia jį atgal į elektrinį signalą. Elektronika, integruota į tą patį CMOS lustą, kuriame yra fotonikos įrenginiai, sustiprina ir išvalo signalą ir siunčia jį į elektrinį imtuvą. Kiekviename Luxtera Blazar kabelio gale yra lustas, kuriame yra ir siųstuvas, ir imtuvas, sako Gunnas.
Naujasis produktas yra kitas logiškas žingsnis naudojant silicio fotoniką pigiems surinkimams, sakoma Alanas Willneris , Pietų Kalifornijos universiteto elektros inžinerijos sistemų profesorius. Jis sako, kad galimybė sujungti įvairius optinius komponentus yra dar svaresnis argumentas, kodėl 40 gigabitų per sekundę spartos optiniai kabeliai gali įveikti varį.
O tokių įrenginių rinka tikrai gera, sako Fredas Zieberis, technologijų analizės įmonės „Pathfinder Research“ prezidentas. Jis sako, kad tai puikus produktas tokiems dalykams kaip serverių ūkiai ir kompiuterių kompleksai. Ir ta rinka auga gana greitai.
Zieberis sako, kad „Luxtera“ gali tekti įveikti kliūtis tapti startuoliu, todėl ji nėra gerai žinoma ir nepasitiki pramonėje. Tačiau jis priduria, kad jos produkto patikimumas gali suteikti įmonei pranašumo. Tam jie nenaudoja slaptų medžiagų ir nesudeda daug drožlių. Visa tai turėtų suteikti jums tvirtesnį paketą.
Gunn įsitikinęs, kad kabelis suras klientų, o kadangi siųstuvų-imtuvų lustai gaminami didesniais kiekiais, jų kaina gali sumažėti iki tiek, kad silicio pagrindu pagaminti optiniai kabeliai netgi gali konkuruoti su variu – to, ko niekada nepadarys ne silicio optiniai kabeliai. Gunn pažymi, kad mažėjant sąnaudoms silicio fotonika gali būti ne tik jungčių tarp sistemų. Žvelgiant toliau, silicio fotonika pašalins kliūtis viduje sistemos, sako jis. Jis priduria, kad namų kompiuteriai, kurių grandinės naudojo silicio fotoniką, o ne varinius laidus, būtų greitesni ir sumažintų energijos suvartojimą.