NTT: 100 Gbit/s auf einem Chip

Forschern des japanischen Telekommunikations-Riesen NTT ist es erstmals gelungen, einen Chip zu fertigen, auf dem Daten mit 100 Gbit pro Sekunde übertragen werden. Dafür kommt eine völlig neue optische Halbleitertechnologie zum Einsatz.

NTT will den Experimentalchip auf dem IEDM in der nächsten Woche in San Francisco vorstellen. Dabei handelt es sich um einen Halbleiter, der nicht mehr auf Silizium aufgebaut ist. Stattdessen kommt Indium-Phosphit zum Einsatz (InP).

Für die Netzwerk-ICs der nächsten Generationen ist vor allem optische Datenübertragung notwendig, um die hohen Geschwindigkeiten zu erreichen. Anders als Silizium-basierte Werkstoffe kann InP selbst für optische Schaltkreise eingesetzt werden, die Wellenlängen betragen 1,3 bis 1,55 Tausendstel eines Meters. InP steht damit in Konkurrenz zu Gallium-Arsenid, das ebenfalls optische ICs erlaubt, aber schwieriger herzustellen ist.

Für den 100-Gbit-Chip haben die NTT-Forscher einen "High Electron Mobility Transistor" (HEMT) entworfen, der eine Gate-Länge von nur 100 Nanometern aufweist. Dabei wurde dennoch Gallium-Arsenid verwendet, aber nur als Kanal für den Transistor selbst. Das Trägermaterial des Halbleiters selbst besteht aus InP, dessen Kristallstruktur (tetragonal) weniger komplex ist als bei Gallium-Arsenid (orthorhombisch). Dadurch lassen sich leichter Transistoren bauen, die zudem eine hohe Packdichte aufweisen.

Da im InP direkt Lichtsignale übertragen werden können, ist für den neuen Baustein kein externer Treiber mehr nötig, die Lichtleiter können direkt angeschlossen werden. Sie können so mit der vollen Geschwindigkeit der Datenleitungen des Chips betrieben werden, die Module werden zudem kleiner.

Derzeit arbeitet die Netzwerk-Branche an der Standardisierung von Datenübertragungen mit 10 Gbit/s, und das nicht nur für Ethernet. Schnelle optische Netze sind eine Basistechnologie für digitale Weitverkehrsnetze, wie sie zum Beispiel Telefongesellschaften benötigen. Auf Silizium-Basis konnte bisher nur Infineon unter Laborbedingungen 40 Gbit/s erreichen. (nie)