You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
energieonderzoek<br />
Optische laag kan chip<br />
opwaarderen<br />
Het energiezuiniger maken van microprocessors is een van de prioriteiten van grote chipfabrikanten als<br />
Intel en IBM. Met een zuinige chip hoeft de laptop of mobiele telefoon namelijk minder vaak in het stopcontact.<br />
Voor desktops speelt dat probleem minder. Toch is energie-efficiency ook in deze apparaten van<br />
groot belang. Chips worden namelijk zo heet dat ze niet goed meer werken. Onderzoekers van de Technische<br />
Universiteit Eindhoven (TU/e) denken de oplossing hierin te vinden: licht. Een gesprek met professor<br />
Andrea Fiore en universitair hoofddocent Jos van der Tol.<br />
voorspelde dat het aantal componenten<br />
per chip iedere een tot twee jaar zou verdubbelen.<br />
En dat gebeurde ook, jarenlang.<br />
“Maar het werd een self fullfilling prophecy,”<br />
zegt Jos van der Tol van de faculteit<br />
Electrical Engineering, “en nu zien we toch<br />
een vervlakking van de curve optreden en<br />
dus heeft de chipindustrie een probleem.”<br />
Meetopstelling om ultralage energie van optische transistors te meten. Foto’s: Christiaan Krop<br />
Door Tijdo van der Zee<br />
Duizenden kilometers glasvezelkabels<br />
op de bodem van oceanen<br />
verbinden de continenten. En<br />
gemeenten investeren miljoenen euro’s<br />
in ‘fiber to the home’ een aansluiting van<br />
elk huishouden op het glasvezelnetwerk.<br />
Waarom? Door die kabels stroomt licht,<br />
een medium waarmee supersnel en zonder<br />
warmteverlies grote hoeveelheden data<br />
kunnen worden getransporteerd. De<br />
voordelen van licht zijn evident. Maar in de<br />
wereld van de chip is het elektrische circuit<br />
heer en meester. Aan de TU/e proberen<br />
onderzoekers ook gebruik te maken van<br />
lichttransport, maar dan op millimeterschaal.<br />
Professor Andrea Fiore van de<br />
faculteit Applied Physics legt uit hoe dat<br />
vorm moet krijgen. “Boven op de normale<br />
chip plaatsen we een halve micrometer<br />
dikke laag indiumfosfide, een materiaal<br />
dat in staat is zowel licht te produceren, te<br />
transporteren en ook weer te ontvangen.<br />
Zo ontstaat dus een extra optisch netwerk,<br />
dat dient als een soort upgrade van het<br />
normale elektrische circuit.”<br />
Wet van Moore<br />
Het aantal transistors op reguliere chips<br />
neemt enorm toe en dat geldt ook voor de<br />
hoeveelheid data die hiertussen getransporteerd<br />
worden. Enkele jaren geleden<br />
verving koper het veel minder goed<br />
geleidende aluminium in de bedradingen<br />
op de chips. Een innovatie. Toch loopt deze<br />
conventionele elektrische techniek tegen<br />
de grenzen aan. Chips worden te heet en<br />
kunnen nauwelijks nog gekoeld worden.<br />
Al bij een temperatuur van 100 0 C verlopen<br />
processen op een chip minder goed. “In<br />
de zomer heeft mijn computer een hogere<br />
basistemperatuur en dan merk ik dat hij<br />
trager is,” zegt Fiore. Dit hitteprobleem<br />
ondermijnt de ‘Wet van Moore’. Gordon<br />
Moore werkte in de jaren ’60 bij Intel en hij<br />
De oplossingsrichting van de Eindhovense<br />
onderzoekers is veelbelovend, zo oordeelden<br />
subsidieverstrekkers. In december<br />
kreeg de onderzoeksgroep, waarin ook<br />
deelnemen professoren Harm Dorren en<br />
Meint Smit van Electrical Engineering en<br />
dr. Richard Notzel van Applied Physics, een<br />
miljoen euro van de universiteit onder het<br />
High Potential Research Programme. Dat<br />
geld wordt voornamelijk aangewend om<br />
het aantal promotieplaatsen uit te breiden<br />
en die te vullen met de knapste koppen<br />
ter wereld. “We hebben net een Iraanse<br />
aangesteld. Je kunt begrijpen dat veel tijd<br />
gaat zitten in het regelen van visa en dergelijke.<br />
We moeten dat ervoor overhebben<br />
om de beste mensen te halen. Promovendi<br />
willen meestal naar Amerika. Het kost veel<br />
moeite om hen ervan te overtuigen dat<br />
we hier in Nederland baanbrekend werk<br />
verrichten.”<br />
Obstakels<br />
Extra intellect kan de onderzoeksgroep<br />
goed gebruiken. Er zijn namelijk veel obstakels<br />
te overwinnen. Zo moet er nog een<br />
oplossing worden gevonden om de laag<br />
indiumfosfide aan de siliconchip te bevestigen.<br />
“De laag moet er op ‘gelijmd’ worden.<br />
Er zijn elders in de wetenschap hoopvolle<br />
resultaten geboekt, maar wij hebben die<br />
nog niet concreet kunnen toepassen,” zegt<br />
Van der Tol. Daarnaast is het warmteprobleem<br />
nog niet opgelost. De geleiding van<br />
licht door vezels levert nagenoeg geen<br />
32 juli/augustus 2009
Change language