在過去的幾十年里，人們的電子計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度_香港回收芯片_一直在持續(xù)增長,IC的技術(shù)升級是關(guān)鍵。
2021/4/18 14:05:31 點(diǎn)擊：545
在40年前發(fā)布的第一臺(tái)IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)中，運(yùn)行速度約為每秒500萬個(gè)時(shí)鐘周期，為477兆赫。2019年，IBM科研精英團(tuán)隊(duì)與來自學(xué)界的合作者一起生產(chǎn)了世界上第一個(gè)能夠在室內(nèi)溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)的極快全光晶體三極管。
在40年前發(fā)布的第一臺(tái)IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)中，運(yùn)行速度約為每秒500萬個(gè)時(shí)鐘周期，為4.77兆赫。今天，每個(gè)人的個(gè)人計(jì)算機(jī)中央處理器的運(yùn)行速度大約是當(dāng)時(shí)的1000倍。
然而，在過去的15年里，單個(gè)CPU的關(guān)鍵時(shí)鐘頻率一直停留在數(shù)千MHz。在集成電路上排列大量晶體管等傳統(tǒng)規(guī)劃方案將不再有利于改善這種束縛。
解決停滯的方法之一是ADSP-21060KS-160激光光路方式，其中信息內(nèi)容以光而不是電的方式編號。2019年，IBM科研精英團(tuán)隊(duì)與來自學(xué)界的合作者一起生產(chǎn)了世界上第一個(gè)能夠在室內(nèi)溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)的極快全光晶體三極管。
這個(gè)科學(xué)研究小組遇到了另一個(gè)難點(diǎn):如何通過硅光波導(dǎo)入連接晶體三極管，使其中間的光傳輸損耗最小化？
采用硅光波導(dǎo)入的連接激光光路的晶體三極管是制造緊湊型、高寬比集成集成ic的關(guān)鍵要求。因?yàn)榧僭O(shè)光波導(dǎo)入的晶體管是由硅制成的，那么在其周圍放置其他需要的部件，比如電級就更容易了。工業(yè)生產(chǎn)中使用于半導(dǎo)體材料的技術(shù)已經(jīng)改進(jìn)了幾十年。
眾所周知，硅是一種能見光強(qiáng)的吸收體，因此它尤其適用于光伏材料，但對于光波導(dǎo)入來說，吸光代表數(shù)據(jù)信號損傷。
這個(gè)效果以Low-lossopticalwaveguidesmadewithahigh-lossmaterial問題發(fā)表在Light:Science&Applications上。
1、用光柵尺對光進(jìn)行限定。
這種光柵尺由由納米大小的“柱子”排列成一個(gè)“柵欄”來防止光逃逸。這個(gè)柱頭的直徑是150nm，當(dāng)光線穿過這個(gè)柱頭時(shí)就會(huì)產(chǎn)生相消。這樣，光源就不容易漏過光柵尺，絕大多數(shù)的光源都會(huì)反射回光波導(dǎo)入的內(nèi)部。此外，柱頭內(nèi)部對能見光的消化吸收也是最小的。加上這兩個(gè)特征，光在光波導(dǎo)入內(nèi)1毫米的傳播途徑上的損耗只有13%。相比之下，在沒有光柵尺的純硅光波導(dǎo)入中，10um長光波導(dǎo)入的損耗將達(dá)到99.7%。
2、精確光柵尺設(shè)計(jì)方案模擬。
負(fù)光柵尺背后的想法很可能看起來很簡單。眾所周知，光柵尺可以避免 可見光被硅消化吸收，這種情況仍然令人驚訝。2010年，IBM精英團(tuán)隊(duì)首次在激光微腔中觀察到光柵尺的效用，激光的光變大可以補(bǔ)償這種損失。此外，光源以接近90度的視角直接照射光柵尺——這是光柵尺效用的最佳點(diǎn)。為了更好地保證 光柵尺的設(shè)計(jì)方案能夠工作，光在光波導(dǎo)入中的傳播必須根據(jù)光柵尺規(guī)格的不同而確定。結(jié)果表明，光柵尺可以在寬屏上顯示合理的光線引導(dǎo)。
3、對光線及其行業(yè)的潛在好處。
這種設(shè)計(jì)方案不僅可以用來制造直光波導(dǎo)入，而且有望完成彎曲光波導(dǎo)入的制造，但這必須進(jìn)一步提高，以保持較低的損耗。接下來，將是設(shè)計(jì)方案中高效率的藕合光波導(dǎo)入其他部件。
這個(gè)科研精英團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信，這種無耗硅光波的引入可以使新型光量子ic設(shè)計(jì)用于微生物傳感器和其他可見光的應(yīng)用。它還可以幫助制造更高效的光電設(shè)備，如廣泛應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)的激光發(fā)生器和解調(diào)器。
