将LED直接集成进CPU：革新芯片设计

发光二极管——LED——在远不止照明应用中重要。这些光源在微电子也有用。智能手机如用LED接近传感器判断你是否贴脸拿手机（屏幕亮起）。LED发光脉冲向脸，手机计时器测光反射回需时，量度手机离脸多近。LED在自动对焦相机测距和手势识别也方便。

LED一问题：用硅制造很难。意味着LED传感器必须分离于设备基于硅处理芯片制造，常成本高昂。但MIT电子研究实验室（RLE）新研究或将改变此现状。

研究人员制造出集成LED硅芯片，亮度足支持最先进传感器和通信技术。进展可导致不仅制造简化，也提升纳米级电子性能。

硅广泛用于计算机芯片因丰富廉价半导体材料。但尽管硅优异电子特性，光学特性不发光——硬做差光源。所以电气工程师需连接LED技术至设备计算机芯片时常避开材料。

智能手机接近传感器LED如由III-V族半导体制造，因含周期表第三第五族元素（硅在第四族）。这些半导体光学效率比硅高——给定能量产生更多光。

接近传感器虽仅手机硅处理器小部分，显著增加手机整体成本。需完全不同制造工艺，单独工厂制造那一个部件。所以研究团队目标把所有整合在一个系统。他们设计专门工程结提升亮度硅基LED。这提升效率：LED低电压工作但仍产生足够光穿透5米光纤传输信号。且LED在商业晶圆厂与其他硅微电子元件包括晶体管和光子探测器一同制造。虽此LED不及传统III-V族LED亮，但轻松超越以往硅基LED尝试。

“我们优化如何做更好硅LED过程较过往报告大幅改进，”首席研究员Jin Xue说。他补充硅LED开关速度也比预期快。团队用LED以高达250兆赫频率发送信号，表明技术潜在不仅用于传感应用，也用于高效数据传输。团队计划继续开发技术。但Xue说，“已取得巨大进步。”

除更廉价制造，进展也可改善LED性能效率随电子收缩至更小尺度。因微观尺度III-V族半导体有非理想表面，布满“悬空键”让能量以热而非光损失。相反硅形成更洁净晶面。“可利用那些极洁净表面，”Rajeev Ram教授说。“对这些微尺度应用足够有竞争力。”允许硅集成电路直接用光而非电线通信。这有点惊人因硅间接带隙正常不发光。硅基微LED报告代表朝光学CPU架构尝试显著进步。

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