PHIDELITI - Photonik-gesteuerte Sub-Millimeter-Verbindungstechnik

Der rasante Anstieg des Datenverkehrs, und insbesondere der Machine-to-Machine Kommunikation, wird in den nächsten Jahren zu einem immensen globalen Datenvolumen von 200 Zettabyte führen. Die Informationsfabriken, welche die enormen Rechenleistungen zur Bewältigung vieler moderner Anwendungen beherbergen, erfordern für ihren Betrieb bereits heute mehr Energie, als 20 Kernkraftwerke generieren. Bis zum Ende des Jahrzehnts könnte die IKT mehr als 20% der globalen CO2-Emissionen generieren. Schlüsseltechnologien geben jedoch Hoffnung für eine Trendwende. Photonik steht in Zusammenhang mit IKT nicht nur für hohen Datendurchsatz, sondern auch für eine hervorragende Energieeffizienz. Trotz der kontinuierlichen Durchbrüche und zahlreichen technischen Erfolge auf dem Gebiet der Optoelektronik, sind kupferbasierte Lösungen in Kommunikationsnetze mit sehr kurzer Reichweite, wie etwa Server-Backplanes oder On-Board-Kommunikation, dennoch dominant. Dies gründet darauf, dass Kosten nach wie vor der treibende Faktor für den praktischen Einsatz sind. Das Ziel von PHIDELITI ist es, Photonik und Mikroelektronik zu bündeln. Durch die Verschmelzung von Optoelektronik und Sub-Millimeter Hochfrequenz-Technologie erschließt PHIDELITI die besten Leistungsmerkmale beider Welten: hohe Energieeffizienz über größerer Distanz, sowie niedrige Kosten auf den letzten Zentimetern. Angetrieben durch innovative SiGe-Halbleitertechnologie, widmet sich PHIDELITI der Entwicklung von integrierten Schaltkreisen für hybride kohärent-optische / Sub-Millimeter-Wellen Komponenten. Durch die Realisierung sämtlicher erforderlichen Komponenten, wie etwa 25-GHz Transimpedanzverstärkern und Modulatortreibern, Sub-Millimeter Modems, Leistungs- und rauscharmen Verstärkern für extrem hohe Frequenzen um 145 GHz, sowie innovative kohärent-optische Homodyn-Sende/Empfangseinheiten, wird durch heterogene SiGe-BiCMOS/InP Integration ebenso eine sehr hohe Funktionsdichte erreicht. Auf Systemebene ermöglicht PHIDELITI die Breitbandkommunikation mit hohen Datenraten von bis zu 100 Gb/s, wobei auf den Einsatz von Signalprozessoren verzichtet wird. Dies spart nicht nur kostspielige Chipfläche, sondern senkt ebenso den Energieverbrauch um einen Faktor 12. Eine Kostenoptimierung wird durch den konsequenten Einsatz von SiGe-basierter Halbleitertechnologie sichergestellt, da diese bestens ausgeprägt ist, Hochfrequenz-Performance mit geringen Kosten eine Anforderung, um die aktuell eingesetzten, ineffizienten Technologien zu ersetzen. Die in PHIDELITI entwickelten Systeme werden in technologisch als auch wirtschaftlich herausfordernden Szenarien getestet. Dies beinhaltet 100 Gbit/s Transmission auf Leiterplatten in Datenzentren, sowie polymer-fasergebundene Datenkommunikation in Fahrzeugen, wie sie etwa für die Fusion von Sensordaten benötigt wird.