Hot Chips: Glasfaserkabel dockt an CMOS-Chip an
Bis zu 4 km Distanz überbrücken die aktiven Glasfaserkabel von Luxtera. Die darin enthaltene Technik würde sich aber auch für andere Verbindungen eignen.
Die Firma Luxtera hat auf der Hot Chips Conference ein aktives Glasfaserkabel vorgestellt. Es setzt elektrische Signale auf der einen Seite in optische um, transportiert sie über bis zu 4 km Distanz und wandelt sie dann in elektrische zurück und vice versa.
Bemerkenswert ist dabei aber eigentlich nicht das Kabel – das sich immerhin für 40-GBit/s-Ethernet eignet –, sondern die dafür nötige Chiptechnik: Im wesentlichen entsteht der Chip in einem 130-nm-Fertigungsprozess für CMOS auf einem Silicon-On-Inuslator-Wafer (SOI). Für die meisten Strukturen – einschließlich der lichtführenden Kanäle (engl. waveguides) – bedarf es keiner besonderen Fertigungsschritte. Die Modulatoren und Phase Shifter bekommen lediglich eine zusätzliche Dotierung. Für die Photo-Detektoren lässt man zusätzliche Germanium-Inseln aufwachsen.
Nur ein einziger Laser (1490 nm) als Lichtquelle ist nötig und muss gesondert hergestellt und angebracht werden. Er dient jedoch nur als Träger, die Modulation der vier Sendekanäle übernehmen die Modulatoren auf dem Chip.
Hot Chips: Glasfaserkabel dockt an CMOS-Chip an (7 Bilder)
Derzeit bietet Luxtera optische CMOS-Chips nur in Form von fertigen aktiven Glasferkabeln an.
Die Ein- und Auskopplung der Single-Mode-Glasfasern erfolgt über holographische Linsen, die das senkrecht einfallende Licht in horizontales umlenken. Dann fangen sogenannte "wave guides" es ein. Luxtera verwendet neben den einfach polarisierten Linsen auch solche, die das Licht in zwei unterschiedlich polarisierte Pfade aufspalten. Diese führen dann von zwei Seiten an den optischen Empfänger heran. Das und die Materialeigenschaften von Germanium sichern einen Empfindlichkeitsvorteil von 3 dB gegenüber anderen Verfahren. Insgesamt schafft es Luxtera bei einer elektrischen Leistungsaufnahme von einem Watt an jedem Ende bis zu 4 km zu überbrücken.
Derzeit bietet Luxtera die Technik nur als aktive Kabel an – beispielsweise für 40-GBit/s-Ethernet. Die Technik würde sich aber auch für Platinen- oder gar Chip-Verbindungen eignen. Die Glasfasern müssen jedoch immer direkt und fest an den Chip angebracht werden. Steckverbinder sind nicht vorgesehen. (bbe)
