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CALADAN

Micro assembled Terabit/s capable optical transceivers for Datacom applications

Zielstellung

In den letzten zehn Jahren haben wir das schnelle Aufkommen und die Einführung von Internet- und Cloud-basierten Softwareanwendungen wie E-Commerce, E-Governance, E-Health, Video-on-Demand, massives Online-Gaming und Social-Media sowie Internetsuchmaschinen usw. in unserer Gesellschaft erlebt. Hinter den Kulissen laufen alle diese Softwareanwendungen auf großen Rechenzentren im Lagermaßstab. Die Menge an Daten und Berechnungen, die von solchen Rechenzentren verarbeitet werden müssen, wächst immer noch exponentiell. Die erwartete Einführung der Technologien für 5G, künstliche Intelligenz (KI) und Internet-of-Things (IoT) wird die Rechenzentren weiter unter Druck setzen.

CALADAN adressiert insbesondere die Kommunikationsverbindungen innerhalb von Rechenzentren, die die einzelnen Server miteinander verbinden. Innerhalb von fünf bis zehn Jahren sieht die Industrie einen Bedarf an faseroptischen Transceivern mit Kapazitäten nahe oder sogar über 1 Terabit / s. Gegenwärtig kann keine bekannte Lösung solche Bandbreiten bei angemessenen Kosten und Stromverbrauch bereitstellen.

Beitrag des IHP

Das IHP wird eine 130nm SiGe BiCMOS Technologie für den Transferdruck vorbereiten. Dazu muss der Prozess auf einem geeigneten SOI-Handle-Wafer ausgeführt werden. Für die Trennschicht ist eine vergrabene BOX (Buried Oxide) Schicht erforderlich. Die Siliziumschicht des SOI Wafers soll die gleichen chemischen und elektrischen Eigenschaften wie der Standardwafer in Bulk besitzen, wobei die Dicke so eingestellt ist, dass keine Auswirkungen auf die Bauelemente (Transistoren, Widerstände usw.) im Vergleich zum ursprünglichen SiGe-BiCMOS-Prozess auftreten.

Die Mindestfläche der herzustellenden Chiplets (Zielgröße ist ~ 300 x 200 µm2) wird ein wichtiges Ziel sein. Ausgehend von diesen Spezifikationen werden vier verschiedene Schaltkreise entworfen und hergestellt: ein PAM-4-Modulatortreiber mit 56 Gbit/s, ein linearer Transimpedanzverstärker mit 56 Gbit/s, ein 64-Gbit/s-Modulatortreiber mit 16 ADPSK und ein differentieller linearer Transimpedanzverstärker mit 64 Gbit/s.

Finanzierung

Das CALADAN-Projekt ist eine Initiative der Photonics Public Private Partnership und wird im Rahmen des H2020-ICT-Aufrufs finanziert.

Projektpartner

  • INTERUNIVERSITAIR MICRO-ELECTRONICA CENTRUM

  • UNIVERSITY COLLEGE CORK - NATIONAL UNIVERSITY OF IRELAND, CORK

  • X-CELEPRINT LIMITED

  • INNOLUME GMBH

  • MELLANOX TECHNOLOGIES LTD – MLNX

  • XILINX IRELAND UNLIMITED COMPANY

  • FICONTEC SERVICE GMBH

  • EV GROUP E. THALLNER GMBH

Das Gebäude und die Infrastruktur des IHP wurden finanziert vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, von der Bundesregierung und vom Land Brandenburg.