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Mikroelektronik: Erleuchtete Siliziumchips

Eigentlich stellen optische und elektronische Bauteile verschiedene Anforderungen an das Material, aus dem sie gefertigt werden. Ein neuer Produktionsprozess überwindet diese Diskrepanz – zumindest im Prinzip.
Siliziumchip der Licht nutzt

"Kleiner, schneller, billiger": Nach diesem Motto verläuft die Entwicklung der Mikroelektronik, seit Intel 1971 seinen ersten Mikroprozessor auf den Markt brachte. Immer dichtere Packungen elektronischer Bauteile haben den Computern mehr als 40 Jahre lang einen enormen Leistungszuwachs beschert. Inzwischen gerät jedoch – neben anderen Dingen – die chipinterne Datenübermittlung an ihre Grenzen. So verlieren die üblichen elektrischen Leitungen nicht nur Energie, sondern auch Zeit, weil das "Zielorgan" seinen elektrischen Zustand erst mit einer gewissen Verzögerung verändert.

Beiden Problemen wäre abzuhelfen, wenn Licht an Stelle von Elektronen die Information übertragen würde. Photonen verlieren nämlich unterwegs keine Energie und wirken verzögerungsfrei. Allerdings müsste dafür die Information von der elektronischen in die optische Form und zurück verwandelt werden – ohne weiteren Zeitverbrauch. Aus diesem Grund haben sich die Ingenieure sehr intensiv darum bemüht, Bauteile, die Licht senden und empfangen können, aus Silizium oder zumindest mit der etablierten Technik zu entwickeln. Der Traum der Techniker: elektronische und photonische Bauteile aus demselben Material auf ein und demselben Chip. ...

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  • Quelle

Sun, C. et al.: Single-Chip Microprocessor that Communicates Directly Using Light. In: Nature 528, S. 534 – 537, 2015

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