מלאנוקס מובילה את פרוייקט plaCMOS האירופי

עולם התקשורת האלקטרו-אופטית עומד בפני מהפיכה טכנולוגית שעשויה לשנות את פני תשתיות התקשורת, באמצעות פיתוח ממשקים חשמליים המנהלים ישירות אותות אופטיים. כדי להוביל את המהפיכה, יזם האיחוד האירופי את פרוייקט plaCMOS אשר קיבל מימון בהיקף של כ-4 מיליון אירו עד לשנת 2020.

מטרת הפרוייקט היא לפתח מתג אופטי בשבב המיוצר בתהליך ייצור סטנדרטי של מוליכים למחצה, אשר מסוגל לאפנן אותות בקצב של 200Gbps. מכיוון שרוב ערוצי האיתרנט האופטיים הם בכפולות של ארבע ושל שמונה, פירוש הדבר שהשבב העתידי ישמש לבניית מקמ”ש אופטי המגיע למהירויות העברת נתונים של 800Gbps ו-1600Gbps.

האופטיקה מתעלמת מחוק מור

האיחוד האירופי בחר בחברת מלאנוקס (Mellanox) להוביל את הפרוייקט. מבחינת האיחוד, מלאנוקס היא שותפה מוצלחת אשר קיבלה עד היום את ההובלה של כ-10 פרוייקטי מחקר של האיחוד. בראש הפרוייקט עומד ד”ר אלעד מנטוביץ’, ראש ענף פיתוח טכנולוגיות סיליקון חדשות בחברת מלאנוקס. בשיחה עם Techtime, הסביר מנטוביץ’ שעד היום התעשייה לא הצליחה לקשר ישירות בין מעגלים אופטיים לבין מעגלים חשמליים.

מנטוביץ’: “קשה מאוד לחבר בין אופטיקה מהירה מאוד לבין אלקטרוניקה מהירה מאוד. בנוסף, האלקטרוניקה חיה את חוק מור ואילו הפוטוניקה עדיין כלואה במגבלות אורך הגל של הפוטון”. פירוש הדבר, שמצד אחד ניתן לייצר טרנזיסטורים בגודל של ננומטרים בודדים, אולם הרכיבים האופטיים הקטנים ביותר הם בגודל של מספר מיקרונים והפער ביניהם הוא של 3 סדרי גודל (פי 1,000).

האלקטרון משפיע ישירות על הפוטון

הפתרון שמסתמן כעת באופק הוא שימוש באפקט הפלסמוניקה (Plasmonics) שיאפשר לייצר שבב מונוליטי בתהליך ייצור סטנדרטי, הכולל מעגלים אופטיים ומעגלים אלקטרוניים המתקשרים ישירות אחד עם השני. חומר פלסמוני הוא חומר דוגמת כסף, זהב או חומרים פיאזו אלקטריים, שכאשר הם מיוצרים בשכבה דקה מאוד, האלקטרון מתנהג כמו גל אלקטרומגנטי המתפזר על פני החומר. כאשר מעבירים פוטון בחומר, התנהגותו מושפעת מהשדה האלקטרומגנטי המיוצר על ידי הפוטון.

“מכאן שבאמצעות שדה חשמלי אנחנו יכולים לשלוט על התנהגות הפוטון ולאפנן את האותות האופטיים בקצב גבוה מאוד. השדה החשמלי מיוצר על-ידי מעגל אלקטרוני הנישלט על ידי מעגל דיגיטלי המיוצר בטכנולוגיית BiCMOS, ועל-ידי כך נוצר שבב יחיד המאפשר שליטה דיגיטלית על אותות אופטיים”.

שיתוף פעולה בין המובילים העולמיים בתחום הפלסמוניקה

בקבוצת plaCMOS משתתפות קבוצות מובילות באירופה בתחום הפלסמוניקה: מכון ETHz מציריך יפתח את המודולטור הפלסמוני, חברת IBM בציריך חוקרת את הייצור והתכונות האלקטרו-אופטיות החדשניות בשימוש חומרים פרואלקטריים תואמי CMOS. אוניברסיטת סארלנד מגרמניה וחברת MICRAM מפתחות משדר/מולטיפלקסר ומקלט /דה-מולטיפלקסר. מכון המחקר הגרמני IHP יהיה אחראית על ייצור שבב ההדגמה ואוניברסיטת אריסטו מסלוניקי חוקרת מבנים אופטיים מרובי שכבות.

מתג המדגים הסופי ייוצר בחברת מלאנוקס במתקן הייצור שלה ביקנעם, ובתוך כשנתיים צפויים לצאת מדגימי הטכנולוגיה הראשונים, כאשר חברת מלאנוקס מתכננת להיות הראשונה בעולם שתספק מתגים פלסמוניים מהירים למרכזי נתונים. להערכת אלעד מנטוביץ’, הדבר יעניק למלאנוקס יתרון משמעותי מאוד בשוק, מכיוון שאירופה מובילה את המחקר בתחום הפלסמוניקה, ורוב הגופים המחקריים החשובים בתחום, משתתפים בקונסורציום שהיא מובילה.

למידע נוסף על המדגים הטכנולוגי: PlaCMOS