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NEC开发出新型硅纳米光电技术
内容导读:

  NEC Corp.日前宣布已成功地开发出基础硅纳米光电技术,消除了数据传输的瓶颈从而推动了光数据在大规模集成(LSI)芯片中的传输。此项研究是在今年年初举行的国际固态电路会议 (ISSCC)上提出来的。

  NEC报告此新技术把光电信号转换功能的焊接区缩小到10mm2,足以做到LSI芯片上去。采用了超小型放大器和已有的硅纳米光电二极管相结合的方法。

  NEC也能证明和普通铜配线相比通过宽度<1mm的光波导的相当大数量的数据传输。这可能是通过采用光波分复用(WDM)系统实现的。

  这两项研发成果都大大增加了在LSI芯片上实现光数据传输和高频光时钟分布的可能性。通常LSI芯片的工作速度通过小型化晶体管的时钟频率的增加加速。但是,最近LSI厂商发现增加时钟速率的同时不增加功耗很难,因为晶体管泄漏电流的增长是小型化的前提。为了攻克此难关,NEC开发了多芯技术,能够通过控制面板抑制LSI芯片中的时钟速度。此技术已作为应用处理器由NEC商业化-用于移动手机的MP211。
但是,到2015年,微处理器的数据传输率将超过1 Tb/sec——比电流速率高10倍——在高性能信息和网络系统中传统布线会引起问题。因此,更需要采用了光(光布线技术)的新型数据传输技术。


  NEC通过采用光复用和纳米光电二极管,更易于制造光芯片上可代替铜的布线 。 开发光布线技术的重要因素包括减少尺寸、增加速度以及降低光电子元件的功率,该光电子元器件包括光电子器件和高速放大器。NEC已开发出了硅制作的高性能、超小型光电子器件纳米光电二极管,高速响应>50 GHz,焊接区<10mm2 。但是象高速放大器这样的结构很复杂因而需要几十平方微米的焊接区,因而产生了采用常规技术在LSI芯片中布置光电子元件的不实际的布局图。

  为此,NEC平衡了纳米光电二极管的小电容减少了高速放大器近两倍的焊接区。另外,采用电路和纳米光电二极管技术以极小的功耗完成了高速光电子信号的传送。

  为得到光WDM技术,公司制作了100大小的复用器/信号分离器,这个尺寸约是常规器件尺寸的1/100。尺寸的减少很大可能是因为采用了日本先进工业科学技术研究院 ( AIST) 的Jun Akedo 首次研发的的基于气溶胶淀积法的陶瓷光电薄膜制造技术。NEC采用了此技术在室温下以较高的淀积速度制作了PZT (Pb(Zr,Ti)O3)薄膜。

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来源:半导体国际 作者:Peter Singer, Semiconductor International 主编 时间:2006/6/19 0:00:00
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