Fotonica kan voor een chiprevolutie zorgen. Onderzoek vanuit Universiteit Twente, TU Eindhoven en Technische Universität München tracht deze dichterbij te brengen.
Het project van onderzoekers Floris Zwanenburg (Twente), Erik Bakkers (TU/e) en Jonathan Finley (TUM) heet ‘Bright Chips’. Hiervoor is een nieuw materiaal nodig: silicium-germanium (SiGe), dat licht uitstraalt. Hiermee kan de interne communicatie eindelijk van het koper van weleer af. Althans, in theorie. Om de proef op de som te nemen ontving het project 14 miljoen euro aan subsidie vanuit de Europese onderzoeksraad ERC.
Fotonica en quantum
Fotonica leidt tot een snellere, efficiëntere verzending van data dan via elektronen. De voordelen ervan zijn groot, aangezien het de traditionele koperen verbindingen tussen servers of zelfs tussen datacenters kan vervangen. Distributed computing met razendsnelle prestaties ligt dus in het verschiet.
Het is voor de hand liggend om al gauw aan quantum computing te denken, tevens een werkveld vol beloftes maar vooralsnog zonder praktische invulling. De doelstelling van Bright Chips is om spin qubits (de basis voor quantum computing) van silicium-germanium te vervaardigen.
Forse taak
Daarvoor is aardig wat nodig. Zwanenburg verwoordt het als volgt: “We moeten de structuur van de atomen herschikken.” Daarnaast zijn er tests nodig en integraties in fysieke hardware. “Eén team kan dit proces niet voltooien. TU Eindhoven ontwikkelt het SiGe-materiaal, het team in München onderzoekt de eigenschappen ervan, en mijn team integreert het materiaal in elektronische apparaten en test de prestaties.”
De wet van Moore voorbij
Binnen de chipindustrie bestaat al langer het bewustzijn dat de traditionele bouwtechnieken niet voldoende zullen zijn voor voortdurende prestatieverbeteringen. Chipbouwer TSMC benoemde alternatieve materialen als gallium nitride en de opkomst van fotonica tevens tijdens het eigen Symposium-evenement vorig jaar.
De wet van Moore, omschreven als een halvering van transistorgrootte elke achttien maanden, houdt niet meer stand. Eerder leidde dit tot grofweg een prestatieverdubbeling. Dat gaat nu al niet meer op. Chipfabrikanten richten zich tegenwoordig op allerlei innovatiegebieden, van het stapelen van chipcomponenten (3D stacking) tot nieuwe stoffen en alternatieve interconnects.
Lees ook: TU/e neemt supercomputer in gebruik met Nvidia’s Blackwell-chips