Ar-a-machlorgaire-foto silicon(Lorgaire-foto Si)
Lorgaire-foton rèabhlaideach uile-siliconLorgaire-foto Si）, coileanadh nas fhaide na an àbhaist
Le iom-fhillteachd mhodalan inntleachd fuadain agus lìonraidhean neural domhainn a tha a’ sìor fhàs, bidh cruinneachaidhean coimpiutaireachd a’ cur iarrtasan nas àirde air conaltradh lìonra eadar pròiseasairean, cuimhne agus nodan coimpiutaireachd. Ach, chan eil lìonraidhean traidiseanta air-chip agus eadar-chip stèidhichte air ceanglaichean dealain air a bhith comasach air coinneachadh ris an iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson leud-bann, latency agus caitheamh cumhachd. Gus an cnap-starra seo fhuasgladh, tha teicneòlas eadar-cheangail optigeach leis an astar tar-chuir fhada, astar luath, buannachdan èifeachdais lùtha àrd, mean air mhean a’ fàs mar dhòchas airson leasachadh san àm ri teachd. Nam measg, tha teicneòlas fotonic silicon stèidhichte air pròiseas CMOS a’ sealltainn comas mòr air sgàth an amalachaidh àrd, cosgais ìseal agus cruinneas giollachd. Ach, tha mòran dhùbhlain fhathast ann a bhith a’ coileanadh lorgairean-foto àrd-choileanaidh. Mar as trice, feumaidh lorgairean-foto stuthan le beàrn còmhlan cumhang, leithid germanium (Ge), a thoirt a-steach gus coileanadh lorg a leasachadh, ach tha seo cuideachd a’ leantainn gu pròiseasan saothrachaidh nas iom-fhillte, cosgaisean nas àirde, agus toradh neo-riaghailteach. Choilean an lorgaire-foton uile-silicon a leasaich an sgioba rannsachaidh astar tar-chuir dàta de 160 Gb/s gach seanail gun a bhith a’ cleachdadh germanium, le leud-bann tar-chuir iomlan de 1.28 Tb/s, tro dhealbhadh ath-shondair dà-mhicro-fhàinne ùr-ghnàthach.
O chionn ghoirid, dh’fhoillsich sgioba rannsachaidh cho-roinnte anns na Stàitean Aonaichte sgrùdadh ùr-ghnàthach, ag ainmeachadh gu bheil iad air fotodiode maoim-sneachda uile-silicon a leasachadh gu soirbheachail (Lorgaire-foto APD) sliseag. Tha gnìomh eadar-aghaidh foto-eileagtrach aig a’ chip seo aig astar fìor àrd agus aig prìs ìseal, agus thathar an dùil gun coilean e barrachd air 3.2 Tb gach diog de ghluasad dàta ann an lìonraidhean optigeach san àm ri teachd.
Adhartas teicnigeach: dealbhadh ath-fhuaimneachaidh dùbailte microfàinne
Bidh eas-aonta do-rèiteachail aig lorgairean-foto traidiseanta eadar leud-bann agus freagairteachd. Shoirbhich leis an sgioba rannsachaidh an eas-aonta seo a lughdachadh le bhith a’ cleachdadh dealbhadh ath-shondair dà-mhicro-fhàinne agus a’ cur bacadh èifeachdach air crois-labhairt eadar seanalan. Tha toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil anlorgaire-foton uile-siliconTha freagairt de 0.4 A/W aige, sruth dorcha cho ìosal ri 1 nA, leud-bann àrd de 40 GHz, agus crois-labhairt dealain glè ìosal de nas lugha na −50 dB. Tha an coileanadh seo co-chosmhail ri lorgairean-foto malairteach gnàthach stèidhichte air stuthan silicon-germanium agus III-V.
A’ coimhead ris an àm ri teachd: An t-slighe gu ùr-ghnàthachadh ann an lìonraidhean optigeach
Chan e a-mhàin gun do rinn leasachadh soirbheachail an lorgaire-foton uile-silicon nas fheàrr na an fhuasgladh thraidiseanta ann an teicneòlas, ach choilean e sàbhalaidhean de mu 40% ann an cosgais cuideachd, a’ rèiteachadh na slighe airson lìonraidhean optigeach àrd-astar, aig prìs ìseal a thoirt gu buil san àm ri teachd. Tha an teicneòlas gu tur co-chòrdail ri pròiseasan CMOS a th’ ann mar-thà, tha toradh agus èifeachdas air leth àrd aige, agus thathar an dùil gum bi e na phàirt àbhaisteach ann an raon teicneòlas fotonics silicon san àm ri teachd. San àm ri teachd, tha an sgioba rannsachaidh an dùil leantainn air adhart a’ leasachadh an dealbhaidh gus an ìre gabhail a-steach agus coileanadh leud-bann an lorgaire-foton a leasachadh tuilleadh le bhith a’ lughdachadh dùmhlachdan dopaidh agus a’ leasachadh suidheachaidhean implantachaidh. Aig an aon àm, nì an rannsachadh sgrùdadh cuideachd air mar as urrainnear an teicneòlas uile-silicon seo a chur an sàs ann an lìonraidhean optigeach ann an cruinneachaidhean AI an ath ghinealach gus leud-bann, sùbailteachd agus èifeachdas lùtha nas àirde a choileanadh.
Àm puist: 31 Màrt 2025