Graphene Flagship: Verbesserung der optischen Kommunikation für schnelleren Datenverkehr
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Graphen-gestützte Photonik soll Silizium ersetzen
Das Graphene Flagship Associated Member CamGraPhiC hat es sich zur Aufgabe gemacht, die optische Telekommunikation für verschiedene Bereiche wie 5G und Edge Computing zu verbessern, um u. a. optische Telekommunikation, fortschrittliche Sensoren, künstliche Intelligenz, Quantenphotonik und Weltraumanwendungen zu unterstützen.
In diesem Interview beschreibt der CTO von CamGraPhiC, Alessio Pirastu, seine Vision von photonischen Schaltkreisen für Telekommunikation und Datenverarbeitung jenseits von Silizium.
Was sind die Erwartungen der Industrie an die Verwaltung des Online-Datenverkehrs?
Der weltweite Datenverkehr nimmt exponentiell zu. Ericsson und Cisco sagen voraus, dass es in den nächsten Jahren mehr als 10 Milliarden Geräte und 3 Milliarden neue 5G-Nutzer geben wird. All diese Menschen erwarten schnellere und schnellere Dienste.
Auf der anderen Seite sehen wir sogenannte Datenverkehrsengpässe, insbesondere in Umgebungen wie Rechenzentren und 5G-Infrastrukturen. Diese Probleme ergeben sich aus der optischen Konnektivität zwischen Systemen, wie dem Datenaustausch zwischen Servern in Rechenzentren und Verbindungen zwischen mehreren CPUs oder Prozessoren in Edge-Computing-Plattformen.
Die Industrie erwartet von den Geräten der nächsten Generation eine Verbesserung der optischen Kommunikation und der optischen Verbindungen zwischen den Systemen. Wichtige Anforderungen an die Komponenten der nächsten Generation sind hohe Geschwindigkeit, geringe Größe, niedrige Kosten, niedriger Stromverbrauch und Flexibilität. CamGraPhiC entwickelt Graphen-integrierte Photonik, um all diese Anforderungen zu erfüllen.
Warum haben Sie sich dafür entschieden, auf Graphen zu setzen?
Wir wollen die physikalischen Eigenschaften von Graphen nutzen, um die von der Industrie geforderten Funktionalitäten und Leistungen zu erreichen. Die integrierte Photonik mit Graphen kann vier wichtige Vorteile bieten. Der erste ist die hohe Bandbreitendichte (d. h. hohe Geschwindigkeit bei kleinem Formfaktor).
Der zweite sind die Kosten. Graphen ist eine skalierbare Technologie, die auf Wafern verarbeitet werden kann und die Vorteile der Silizium-Photonik-Technologien nutzt. Sie erfordert keine besonderen und teuren Herstellungsprozesse. Der dritte Punkt ist die Tatsache, dass Graphen mit geringen elektrischen Signalen und ohne Kühlsysteme arbeiten kann.
Dies führt zu einem geringen Stromverbrauch, was für die Nachhaltigkeit dieser Technologien sehr wichtig ist. Viertens können wir mit demselben Design mehrere optische Schichten auf demselben Chip unterbringen und die Verkehrskapazität erhöhen.
Woran arbeiten Sie im Moment?
Wir entwickeln derzeit den ersten Baustein, um die Möglichkeiten der integrierten Graphen-Photonik zu demonstrieren. Unsere Kunden können unsere Demo-Plattform nutzen, um unsere Geräte zu testen.
Wir arbeiten an Elektroabsorptionsmodulatoren und Detektoren mit integrierter Elektronik, die mit 50 Gigabit pro Sekunde arbeiten. Unser nächstes Ziel ist es, ein Gerät herzustellen, das mit 100 Gigabit pro Sekunde pro optischer Spur arbeitet. Dann werden wir mehrere optische Bahnen integrieren und die ersten auf dem Markt sein, die 1600 Gigabit pro Sekunde liefern, was für 5G und Datenzentren eingesetzt werden kann.
Quelle: Graphene Flagship
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