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le 7 décembre 2008

 

Paris – Les chercheurs des Laboratoires Intel viennent d’accomplir un nouveau pas en avant dans le domaine des puces photoniques à cristaux de silicium. Ils ont en effet obtenu des performances record à partir d’une photodiode à avalanche (Avalanche Photodetector, APD) à base de silicium, qui serait susceptible de dégager une réduction des coûts et des gains de performances par rapport aux composants optiques du marché. Les résultats de ces recherches sont publiés aujourd’hui dans la revue scientifique Nature Photonics.

 

Les puces photoniques appliquent une technologie nouvelle qui, à partir de silicium, permet la transmission d’informations entre ordinateurs et autres appareils électroniques sous forme photonique, c’est-à-dire optique et non plus électrique comme actuellement. Ces composants viendront répondre aux impératifs de bande passante des applications informatiques qui feront intervenir de très volumineuses données, comme l’évolution de la télémédecine et des images de synthèse.

 

La transmission ultrarapide des données sera ainsi une caractéristique incontournable des futurs ordinateurs dotés de processeurs très multicœurs. Or les puces photoniques à cristaux de silicium pourraient fort bien répondre à cet enjeu en augmentant radicalement la vitesse de ces transmissions et en réduisant les coûts de fabrication. Cette avancée fait suite à d’autres percées des Laboratoires Intel, matérialisées notamment par des modulateurs optiques ultrarapides à base de silicium et par des lasers silicium hybrides. L’association de ces technologies pourrait ainsi conduire à l’avènement de divers types d’appareils numériques entièrement nouveaux, capables de performances très largement supérieures à ce qu’il est possible actuellement.

 

La photodiode à avalanche dont il est question ici a été réalisée par une équipe dirigée par des chercheurs des Laboratoires Intel. Comme l’indique son nom anglais, il s’agit d’un photodétecteur qui, par détection de la lumière et par amplification des signaux lumineux en les dirigeant sur des cristaux de silicium, dispose d’une sensibilité extrême. Grâce à ces cristaux et à un traitement CMOS, elle parvient en effet à un GBWP (Gain-Bandwidth Product, gain multiplié par largeur de bande) de 340 GHz, ce qui représente le meilleur résultat jamais obtenu par un APD sur ce critère de performances. Ce record ouvre la porte à une réduction du prix de revient de liaisons optiques d’une bande passante de 40 Go/s voire davantage et démontre pour la première fois qu’une puce photonique est capable de dépasser en performances ses homologues à base de matériaux classiques, mais onéreux, tels que le phosphure d’indium (InP).

 

Mario Paniccia, Intel Fellow et directeur du Photonics Technology Lab d’Intel : « Les résultats de ces recherches constituent un nouvel exemple des applications du silicium pour la création de circuits optiques ultraperformants. Outre les communications optiques, ces APD à cristaux de silicium sont en effet susceptibles de trouver un débouché dans les domaines de la détection, de l’imagerie, de la cryptographie quantique et de la biologie. »

 

Ce projet a été mené en collaboration avec des chercheurs du secteur privé et du monde universitaire et a été cofinancé par la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), agence du département de la Défense des Etats-Unis. C’est la société Numonyx, grand fabricant de puces NOR, NAND et RAM ainsi que de mémoires rémanentes à changement de phase, qui a prêté au projet son expérience de la production : « Cette percée est un excellent exemple du potentiel que représente l’association de notre entreprise et de la société Intel. Nous souhaitons d’ailleurs renforcer encore ces liens pour ainsi parvenir à de nouvelles avancées dans le domaine du silicium photonique », souligne Yonathan Wand, Vice President de Numonyx chargé de la production.

 

Les Prof. Joe Campbell de l’université de Virginie et John Bowers de l’université de Californie à Santa Barbara, tous deux spécialistes des ADP, sont par ailleurs intervenus sur le projet en tant que consultants et ont apporté leur concours pour les essais : « Cet ADP exploite les caractéristiques inhérentes — et supérieures — du silicium en termes d’amplification à haute vitesse et sa capacité à déboucher sur des technologies optiques innovantes. Nous avons été très heureux de travailler sur ce projet et nous continuerons de collaborer avec Intel pour concrétiser tout ce potentiel », a déclaré le Prof. John Bowers.

 

Intel Corporation (NASDAQ : INTC)
Numéro un mondial du circuit intégré et du semi-conducteur, Intel met au point des technologies, élabore des produits et entreprend des actions pour faire progresser en permanence les modes de vie et de travail. Des informations complètes sur la société sont disponibles sur le site Internet d’Intel à partir de la page www.intel.fr ou blogs.intel.com.

 

 

 

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