08 Apr. Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler für optische Transceiver
Angetrieben durch KI- und Cloud-Anwendungen müssen die optischen Kommunikationsnetzwerke von Rechenzentren ständig aktualisiert werden, um immer höhere Durchsätze und Verarbeitungsanforderungen bewältigen zu können. Wenn jedoch die Abtastraten über 100 GS/s steigen, werden die zugrunde liegenden Komponenten –beispielsweise drahtgebundene ADCs, die für optische Transceiver notwendig sind – tendenziell größer, erfordern längere Verbindungen und verursachen parasitäre Effekte und Energieverluste.
Imec hat nun einen 7-bit-Analog-Digital-Wandler (ADC) mit einer Abtastrate von 175 GS/s vorgestellt. Der Baustein kombiniert eine sehr hohe Abtastgeschwindigkeit mit einer kompakten Grundfläche von 250 x 250 µm² sowie geringem Energiebedarf und adressiert damit die steigenden Anforderungen.
Mit zunehmenden Datenraten in optischen Kommunikationsnetzwerken stoßen konventionelle ADC-Architekturen bei Abtastraten oberhalb von 100 GS/s an Grenzen. Die Bauelemente werden größer, Verbindungswege verlängern sich und parasitäre Effekte sowie Energieverluste nehmen zu. Der ADC von Imec nutzt nach Angaben des Herstellers eine weiterentwickelte, zeitlich verschachtelte Slope-Architektur, die eine hohe Integrationsdichte und Energieeffizienz ermöglicht. Der in 5-nm-FinFET-Technologie realisierte Wandler erreicht eine Umwandlungsenergie von 2,2 pJ pro Sample und soll hinsichtlich seiner Abtastgeschwindigkeit zu den leistungsfähigsten Vertretern seiner Klasse gehören.
Zwei zentrale Designansätze tragen laut Hersteller dazu bei: Ein Linearisierungsverfahren zur Reduktion von Verzerrungen sowie geschaltete Eingangsbuffer, die ein zeitlich verschachteltes 2048-Kanal-Array effizient versorgen und gleichzeitig die elektrische Last minimieren. Dadurch wird eine stabile Signalverarbeitung auch bei sehr hohen Abtastraten gewährleistet.
Der ADC ist nach Angaben von Imec insbesondere für den Einsatz in drahtgebundenen Hochgeschwindigkeitsverbindungen, etwa in optischen Transceivern, ausgelegt, bei denen sowohl Bauraum als auch Leistungsaufnahme kritisch sind.
Weitere Informationen vom Entwickler
Quelle und Bild: www.imec-int.com