英特爾發(fā)明硅激光技術 采用標準芯片生產(chǎn)工藝

 通過利用標準的硅生產(chǎn)工藝，而不是目前產(chǎn)生激光所要求的更昂貴的材料和工藝，英特爾已經(jīng)開發(fā)出能夠產(chǎn)生8 束連續(xù)拉曼激光的芯片。該芯片發(fā)出的連續(xù)光束能夠被調制成表示數(shù)據(jù)的脈沖。廉價的光部件不僅僅能夠提高計算機的速度，而且能夠使醫(yī)療設備更廉價和更精確。 

    盡管硅激光雕刻機要進入市場還需要至少4 、5 年的時間，但這種芯片應當能夠在業(yè)界引起廣泛的興趣。芯片廠商們對硅寵愛有加，但在運載光學數(shù)據(jù)方面它的表現(xiàn)則要糟糕得多。 

    英特爾光子學技術實驗室的主任馬里奧表示，這既是科學，也是心理上的突破，因為沒有人想到這是可能的。在正常的環(huán)境中，硅不是理想的光學材料。

    硅激光是英特爾利用光連接計算機、芯片，甚至芯片中部件計劃的**進展。去年，英特爾展示了一款運行速度與目前的調制器相當?shù)?“硅調制器”。 

    Gartner 集團的分析師雷諾茲表示，英特爾的技術可以將價值2000美元的調制器集成到一個硅芯片中，顯然，這一技術是有市場的。硅激光也是英特爾利用其工廠生產(chǎn)能夠對血液進行化驗和完成機械任務的芯片的更大計劃的一部分。

    利用光傳輸數(shù)據(jù)有著巨大的優(yōu)勢。能耗和散熱已經(jīng)成為芯片設計者面臨的一個重大問題，與電子相比，光子產(chǎn)生的熱量要遠遠小得多。光束能夠處理的數(shù)據(jù)也要多得多，因此能夠減少電纜的數(shù)量和計算機的體積。

    弊端？光學部件的生產(chǎn)成本很高，而且要求使用III-V 材料，將部件組裝成一個完整的系統(tǒng)也是一件相當不容易的任務。加州大學洛杉磯分校的教授賈拉利說，拉曼激光是“一項重大的技術突破”。賈拉利是硅拉曼激光的發(fā)明者。

    英特爾負責硅光子戰(zhàn)略的高級經(jīng)理維克多說，目前的硅設備要求光纖必須與激光同步，光纖設備三分之二的成本都來自測試和組裝。批量生產(chǎn)的硅芯片能夠改進許多問題。硅芯片能夠實現(xiàn)非常容易的調整：可以在能夠產(chǎn)生激光的芯片上刻一個槽，而光纖就可以被迅速、廉價、精確地穿過這個槽。

    在某些方面來說，拉曼激光也非常適合硅芯片。拉曼效應的原理是：光射向一種物質，引起物質中原子的振動，從而使得一些光子獲得能量，而另一些光子失去能量，產(chǎn)生波長不同的再生光。

    拉曼激光就是捕獲這些再生光，然后對它進行放大，產(chǎn)生有特種用途的光束。由于其晶體結構，在受到光的照射后，硅原子非常容易振動。與標準的玻璃相比，硅的拉曼效應要強10000 倍，這使得拉曼激光更容易被放大。 

    但是，當一個硅原子同時受到二個光子的碰撞后，受到撞擊的原子就會釋放出一個電子，就會在硅材料內部形成一個電子云，吸收掉產(chǎn)生的拉曼激光。為了解決這一問題，芯片設計者圍繞“硅腔”設計了一個電場，這會使電子云被“一掃而光”。

    從技術上來講，硅并沒有生成光束，而只是充當了用來生成和放大再生光的媒介。硅不是一種能夠生成光的好材料。馬里奧說，這是解決光發(fā)射問題的不同方法。試驗用的芯片采用了“絕緣硅”技術，它是采用標準的硅芯片生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的，有利于降低成本。

    英國薩里大學的教授格雷厄姆說，許多人一直在試圖利用多種不同的方法生成硅激光，對硅激光的懷疑已經(jīng)在日益增加，但是，我們今天終于看到了真正的硅激光。硅是一種低成本、適合大批量生產(chǎn)的媒介，看看電子設備的廉價就知道了。

    英特爾一直在改進其光子技術。在去年展示硅調制器時，它的數(shù)據(jù)傳輸速率是1gbps.在三周前發(fā)表的一篇論文中，英特爾聲稱硅調制器的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)達到2.5gbps ，而目前正在受到評估的一篇論文則聲稱硅調制器的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)達到4gbps。