Schallgrenze durchbrochen
Forscher entwickeln schnellsten Chip der Welt

Dank eines neuartigen optischen Wellenleiters haben Karlsruher Forscher die Leistungsfähigkeit von Silizium-Chips deutlich verbessert. Der von ihnen entwickelte Chip arbeitet viermal schneller als der bisherige Rekordhalter.

HB KARLSRUHE. Ein internationales Team unter Federführung Karlsruher Forscher hat den derzeit schnellsten Silizium-Chip entwickelt. Der Chip sei viermal leistungsfähiger als der bisherige Rekordhalter, so die Universität Karlsruhe. Mit ihm soll das Internet preiswerter und schneller werden; auch sollen größere Bilddatenmengen verarbeitet werden können.

Die Wissenschaftler, die ihren Erfolg in der April-Ausgabe von Photonics Nature publizierten, setzten dabei auf die Kombination von Organischer Chemie und Silizium-Technologie. Die Gruppe habe „das Beste aus zwei Welten zusammengebracht“, so Jürg Leuthold vom Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ).

„Der Chip kann die Daten von 2,6 Mio. Telefonanrufern verarbeiten“ - viermal so viel wie der bisherige Rekordhalter, ein Intel-Chip, so Leuthold. Für die ultraschnelle Datenverarbeitung haben die Forscher unter Federführung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ein organisches Material entwickelt, das auf bislang unerreichte Weise hohe optische Qualität mit der Fähigkeit kombiniert, Lichtsignale zu übertragen. Es sei eine technische Lösung gefunden worden, dieses Material in die Silizium-Chip-Technologie zu integrieren. Der fingernagelgroße Chip könne beispielsweise die herkömmliche Netzwerkkarte im Computer ersetzen, so Leuthold.

Seit Jahren ist bekannt, dass Daten mit optischen Mitteln weit schneller verarbeitet werden können als auf elektronischem Weg. Bislang gelang allerdings noch niemandem der Nachweis, dass man mit billigem Silizium bei Bitraten weit über der Schallgrenze von 100 Gigabit pro Sekunde arbeiten könne. Der Chiphersteller Intel meldete erst kürzlich die erste optische Signalverarbeitung bei 40 Gigabit pro Sekunde. Die Forschergruppe um Leuthold hat diesen Rekord nun um den Faktor vier überboten.

Die Licht führenden Bahnen auf ihrem Silizium-Chip haben im Gegensatz zu den Licht führenden Wellenleitern der Konkurrenz einen feinen Spalt in der Mitte. Er ist gerade einmal 100 Nanometer breit - im Vergleich dazu ist das menschliche Haar 700 Mal dicker. Den Spalt füllten die Wissenschaftler mit einem neuartigen organischen Molekül auf, das dem optischen Wellenleiter zu ultraschnellen Eigenschaften verhalf.

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