近，Intel公司的科學(xué)家們?nèi)〉昧艘豁?xiàng)重要的研究進(jìn)展。他們采用硅制造工藝制作了一種新穎的、類似晶體管的快速光電調(diào)節(jié)器，該器件能夠?qū)?shù)據(jù)解碼成光束。采用標(biāo)準(zhǔn)硅工藝制作的該器件能夠在PC、服務(wù)器和其它電子器件以及終在計(jì)算機(jī)內(nèi)部建立起低成本、寬波段的光纖通訊連接。Intel硅材料光電器件研究總監(jiān)Mario Paniccia說：“我習(xí)慣于將這種需求稱作‘光電器件硅材料化’，即采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS達(dá)到目前光電子器件所具備的功能。”

　　Intel的研究人員在2月12日的Nature雜志上了他們的研究結(jié)果。首先，他們將通過硅晶體的一束光分成兩半，然后分別通過帶電荷的類晶體管器件。光通過類晶體管器件時(shí)會(huì)發(fā)生相互作用導(dǎo)致相位發(fā)生改變。因此，當(dāng)它們重新匯合離開芯片時(shí)，取決于兩束光之間相位移（相差）的不同，可以出現(xiàn)開關(guān)兩種狀態(tài)，其切換速度大于1GHz，比之前硅器件的速度快了50倍。光的開關(guān)狀態(tài)可以轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)傳輸時(shí)所需的1和0兩種狀態(tài)。

　　“實(shí)際上，我們是用晶體管來控制光的相位，這是突破點(diǎn)?！盤aniccia解釋說，“我們已經(jīng)制作了這樣一個(gè)調(diào)節(jié)器。我將光通過波導(dǎo)傳送到硅芯片并將其分成兩束，然后使其通過可以改變相位的結(jié)構(gòu)——相位移器。如果相位移器關(guān)閉，兩束光線重新匯合后輸出的是數(shù)字信號(hào)1，以上過程都是通過硅芯片完成的。如果我在類晶體管器件上加電壓，將相位移器打開，光線通過它時(shí)就會(huì)產(chǎn)生相位移；如果我將兩束光的相位差調(diào)到180度，當(dāng)它們重新匯合時(shí)我就可以得到數(shù)字信號(hào)0?！?　

　Intel副總裁兼技術(shù)官Patrick Gelsinger說：“這是實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部以光速傳播數(shù)據(jù)的光學(xué)器件應(yīng)用的重要一步，是能夠引起半導(dǎo)體業(yè)界震動(dòng)的一項(xiàng)突破，終將會(huì)形成新的器件和應(yīng)用領(lǐng)域?！?/P>

　　現(xiàn)在，商業(yè)化光電器件的制造通常都采用昂貴的特殊材料，需要復(fù)雜的制造過程，因此限制了其在一些化市場(chǎng)例如網(wǎng)絡(luò)和電訊上的應(yīng)用?！暗侥壳盀橹梗€沒有實(shí)驗(yàn)證明硅器件可以達(dá)到大約20MHz的傳播速度?！盤aniccia說，“你可以使用磷化銦、鈮酸鋰以及其它III-V族材料制作運(yùn)行速度超過40GHz甚至100GHz的光電調(diào)節(jié)器，但是這些都是III-V族特殊材料。如果你想用硅材料制作光電器件，并獲得所需功能，與目前2.5~4Gb/sec的運(yùn)行速度以及10Gb/sec的發(fā)展趨勢(shì)相比較，20MHz真的做不了什么。我們?nèi)〉玫耐黄撇恢皇情_發(fā)了類晶體管相位移技術(shù)，而是開發(fā)了一種運(yùn)行速度極快的新技術(shù)。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，目前這代產(chǎn)品的速度已經(jīng)超過了10GHz，同時(shí)解碼速度也達(dá)到了1Gb/sec。這是在速度和性能上的巨大飛躍。我們相信，通過該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步微縮，將來速度還會(huì)變得更快?！?

　　Paniccia指出，光電器件和硅材料的整合主要有兩個(gè)問題：“其一，硅是間接能帶間隙材料，不能發(fā)射激光。其二，速度太慢。我想我們已經(jīng)基本克服了其中一個(gè)障礙?！彼忉屨f，Intel使用了外部激光源，激光可以通過連接器導(dǎo)入和導(dǎo)出光纖。

　　信號(hào)接受要求硅器件中具有光子探測(cè)器，可以將光信號(hào)重新轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)?！敖K，你需要采用我們稱為被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的方法將這些器件組裝在一起?，F(xiàn)在，組裝成本通常占總成本的50%~60%?！盤aniccia說?！叭绻覀儾捎帽粍?dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，我們可以將硅晶體作為主體，將其它元器件通過光刻和其它自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)整合在一起，減少器件的總成本?！?

　　Paniccia指出，還要有智能系統(tǒng)。盡管整合并不簡(jiǎn)單，與CMOS兼容是光電器件長(zhǎng)期發(fā)展的關(guān)鍵?！斑@就是為什么這種類晶體管器件非常有用的原因。將來總有一天，你能將所有這些電子器件都完全整合在同一片硅材料中。”