Paderborn (Labnews Media LLC) – Forschende der Universität Paderborn haben im Projekt „PACE“ einen integrierten elektronischen Chip auf Silizium-Germanium-Basis entwickelt, der eine weltweit einzigartige Kombination aus Abtastrate und Bandbreite erreicht. Die neue Abtasthalteschaltung (Track-and-Hold) ermöglicht ultraschnelle und energieeffiziente Signalverarbeitung und markiert einen weiteren Rekord in der Hochgeschwindigkeitselektronik.
Der Chip kann Daten mit mehr als 500 Gigabit pro Sekunde in einem einzelnen Kanal verarbeiten. In Mehrkanalsystemen sind sogar über 100 Terabit pro Sekunde möglich. Damit erweitert er die Grenzen der Hochgeschwindigkeitskommunikation erheblich und bildet eine Grundlage für zukünftige Technologien wie 5G/6G, autonome Fahrzeuge, High-Speed-Sensoren, digitale Bildgebung und leistungsfähige Transceiver in Cloud- und Rechenzentren.
Die Abtasthalteschaltung ist eine zentrale Komponente von Analog-Digital-Wandlern (ADCs), die analoge Signale in digitale umwandeln. Der neue Chip zeichnet sich durch hohe Signalbandbreite, Stabilität und Miniaturisierung aus. Er übertrifft bisherige Lösungen sowohl in der Geschwindigkeit als auch in der Energieeffizienz und eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen große Datenmengen in Echtzeit verarbeitet werden müssen – etwa in der Künstlichen Intelligenz oder in modernen Kommunikationssystemen.
Das Projekt „PACE“ (Ultrabreitbandiger Photonisch-Elektronischer Analog-Digital-Wandler) wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Schwerpunktprogramm SPP 2111 gefördert. In der zweiten Förderphase erhielt das Team um Prof. Dr. Christoph Scheytt vom Heinz Nixdorf Institut weitere 390.000 Euro. Beteiligt sind außerdem die RWTH Aachen, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg.
Die Ergebnisse des gesamten Schwerpunktprogramms werden in Kürze in einem frei verfügbaren Open-Access-Buch veröffentlicht, in dem auch dem Paderborner Projekt ein eigenes Kapitel gewidmet ist. Die neue Technologie soll künftig die Entwicklung schnellerer und energieeffizienterer elektronischer Systeme vorantreiben.
