Исследовательская группа из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработала новый электрооптический модулятор, компонент, способный обеспечить высокоскоростную, экономичную и надежную передачу данных. Этот оптический микрочип может производиться в больших масштабах на стандартных полупроводниковых пластинах, предлагая потенциальное решение для преодоления проблем с производительностью в дата-центрах и волоконно-оптических сетях, вызванных приложениями искусственного интеллекта и растущим объемом данных. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Этот электрооптический модулятор изготовлен с использованием проверенных полупроводниковых процессов, а его ключевым материалом является танталат лития, который эффективно направляет оптические сигналы. Исследователи впервые объединили танталат лития с проверенной технологией производства микроэлектронных чипов, что позволило обеспечить надежное массовое производство. Оптический модулятор отвечает за преобразование электрических сигналов в оптические импульсы и является основным компонентом высокоскоростного интернета, особенно подходящим для обработки больших потоков данных, таких как задачи обучения искусственного интеллекта.
Ключевым нововведением в процессе производства стало использование медных электродов. Профессор Кристиан Кус, директор Института фотоники и квантовой электроники (IPQ) KIT, отметил: «Ключевым достижением являются медные электроды и способ их изготовления». Медь обладает лучшими характеристиками передачи сигнала по сравнению с ранее использовавшимся золотом. Кроме того, медные электроды могут образовывать очень гладкую поверхность, что снижает потери энергии и повышает эффективность компонента. Технология производства этих электродов была проверена миллионы раз при производстве электронных компьютерных чипов, что гарантирует легкую интеграцию оптических микрочипов в существующие электронные системы.
Проведенные командой KIT тесты показали, что модулятор демонстрирует высокую стабильность в работе. Александр Котц, также из IPQ, заявил: «Модулятор способен достигать очень высокой скорости передачи данных, и, что самое важное, работает стабильно, без необходимости постоянной корректировки настроек с нашей стороны». Эта особенность позволяет избежать частых регулировок во время непрерывной работы, снижая затраты и сложность системы, что особенно важно при развертывании миллионов таких компонентов в дата-центрах и AI-кластерах.
Скорость передачи данных этого электрооптического модулятора превышает 400 гигабит в секунду, что эквивалентно одновременной передаче около 80 тысяч потоков видео высокой четкости или 8 полнометражных фильмов в HD. Котц добавил: «Мы работаем на пределе возможностей текущих технологий. С помощью более мощной управляющей электроники мы можем даже повысить скорость передачи данных». Профессор Кус подчеркнул: «Быстрый, экономичный, надежный и пригодный для промышленного производства — такое сочетание делает эту технологию привлекательной, особенно для дата-центров и AI-кластеров, которые уже сталкиваются с узкими местами при обмене данными между процессорами».
Детали публикации: Авторы: Karlsruhe Institute of Technology; Название: «AI data centers need faster links: A mass-producible optical microchip could help»; Опубликовано в: Nature Communications (2026).
