晶圓效能大突破 矽晶片“長出”奈米雷射

加州大學(xué)研究人員已研究出可將微型雷射建在一塊矽晶片上，使強(qiáng)大、省電處理器的制造技術(shù)再上一層樓。

本周日刊出的《自然光子學(xué)》雜志(Nature Photonics)報(bào)導(dǎo)此一重大進(jìn)展－在現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)的晶片上制造出奈米雷射，但對(duì)大多數(shù)晶片廠商來說，目前矽晶片生產(chǎn)設(shè)備的投資太高，以致于無力建造新廠。

而加州大學(xué)柏克萊分校研究所已發(fā)現(xiàn)以攝氏400度低溫，直接在矽晶片上“長出”奈米雷射的技術(shù)。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)相當(dāng)重大，因?yàn)槠渌夹g(shù)需要攝氏700度以上的高溫，這可能會(huì)毀損矽晶片內(nèi)的積體電路。

以現(xiàn)今處理器來說，光子在奈米厚度的銅線上的傳遞速度要比電子快上許多，因此科學(xué)家已開始致力于研究電晶體之間的光通訊。加州大學(xué)研究非凡之處在于，以雷射常用的銦鎵砷化物長出矽材質(zhì)的柱狀物，稱為光學(xué)共振腔(optical cavity)。

光學(xué)共振腔可使光束波長擴(kuò)大到950奈米，這已接近紅外線雷射的強(qiáng)度。加州大學(xué)研究小組指出，只要制造出600奈米大小的光學(xué)共振腔，就可以在室溫下產(chǎn)生雷射光束。

加州大學(xué)電子電機(jī)系教授Connie Chang-Hasnain表示，處理器不需全部使用，只要部份元件中采用光通訊，就能大幅提高效能，使用光既省電，效能也高。

這項(xiàng)研究已應(yīng)用到微處理器以外的領(lǐng)域，包括通訊、電子顯示器和生物化學(xué)感測(cè)器，本研究資金來自于美國國防部高等研究計(jì)劃局(DARPA)。

商用及學(xué)術(shù)研究中早已有將光子用于電腦運(yùn)算的前例，Intel就發(fā)表過每秒50Gigabit的高速光數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的原型，相當(dāng)于每秒傳一部高畫質(zhì)電影。