Cloud-Speicher und -Computing, Big-Data-Analysen und soziale Medien erfordern die Kommunikation mit höherer Bandbreite in Rechenzentren. Gleichzeitig zwingen Trends wie die Aufschlüsselung und Virtualisierung Datencenter dazu, dass der Datenverkehr zwischen Servern und Speicherelementen effizienter verläuft. Diese Änderungen erfordern massive Schaltfähigkeiten der diskreten Schaltelemente. Die heutige Technologie stößt dabei jedoch schnell an ihre Grenzen. Das Ergebnis ist ein mehrschichtiger Aufbau von Rechenzentren mit hohem Stromverbrauch und langer Leitfunktion. Hier setzt das im Rahmen des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont 2020 finanzierte Projekt L3MATRIX an. Innerhalb von 36 Monaten entwickelt das Fraunhofer-Institut für Mikrointegration und Zuverlässigkeit IZM mit sieben Partnern aus sechs EU-Mitgliedstaaten und zwei assoziierten Ländern (Schweiz und Israel) die nächste Generation der Infrastruktur von Rechenzentren.

Innerhalb der internationalen Fachausstellung für optische Kommunikation und Datencenter-Trends auf der OFC präsentieren die Projektpartner nun einen Demonstrator mit einer Co-Package-Technologieplattform. Dabei handelt es sich um die derzeit größte Silizium-Photonik-Matrix auf dem Markt mit 64 Modulatoren und integrierten Lasern. Das L3MATRIX-Projekt bietet damit technologische Innovationen auf den Gebieten der Silizium-Photonik und der Integration von 3D-Bauelementen. Ziel der Projektpartner ist es, eine neuartige Matrix mit einer größeren Skala als bei jedem bisher üblichen Gerät zu entwickeln und mit mehr als 100 Modulatoren auf einem einzelnen Chip und Laserquellen mit einem Logikchip zu integrieren.

Über das Projekt L3Matrix
L3MATRIX bietet eine neue Methode zum Aufbau von Schaltelementen, die sowohl eine hohe Funkfrequenz als auch eine erweiterte Bandbreite von 25 Gigabit pro Sekunde in Singlemode-Fasern und Wellenleitern mit geringer Leitfähigkeit haben. Der Stromverbrauch von diesen Geräten mit aufgebauten Gleichstromnetzen ist im Vergleich zu herkömmlichen Technologien um das 10-Fache niedriger. Das Ergebnis dieses Ansatzes ist, dass große Netzwerke im Maßstab Petabyte pro Sekunde als einstufiges, nicht blockierendes Netzwerk aufgebaut werden können. Der Singlemode-Charakter des Chips ermöglicht die Skalierung des Netzwerks auf den 2000-Meter-Bereich, der in modernen Rechenzentren erforderlich ist. Durch die Reduzierung des Stromverbrauchs und die Minimierung der Anzahl von nicht umsatzgenerierenden Geräten könnten die Betreiber mehr Server und Speicherelemente in Rechenzentren bereitstellen.

Mit einem Budget von 3 Millionen Euro für drei Jahre bringt das Projekt führende europäische Unternehmen, Universitäten und Forschungsinstitute zusammen, die über großes Know-how und Erfahrung in den Bereichen Silizium-Photonik, III-V-Materialien und 3D-Geräteintegration verfügen. Das Konsortium wird vom Fraunhofer IZM als Projektkoordinator und Dust Photonics (Tel Aviv - Jaffa, Israel) als Technologiemanager geleitet. Weitere Partner sind die AMS AG (Österreich), IBM Research (Schweiz), das Aristotelio Panepistimio Thessalonikis (Griechenland), die Universität Politecnica de Valencia (Spanien), die BRIGHT Photonics BV (Niederlande) und das University College London (Vereinigtes Königreich).

Details zu dem Projekt finden Sie unter https://l3matrix.eu/ oder am L3MATRIX-Stand auf der OFC in San Diego vom 3. bis 7. März unter der Standnummer 3842.