Per la prima volta, i ricercatori dell'Università di Twente sono riusciti a collegare due parti di un chip elettronico utilizzando un collegamento ottico su chip. Una connessione leggera potrebbe essere un modo sicuro per collegare un componente ad alta potenza e un circuito di controllo digitale su un chip senza un collegamento elettrico diretto. Fino ad ora, però, un collegamento ottico non era possibile utilizzando la tecnologia dei chip di silicio standard. Vishal Agarwal, un dottorato di ricerca UT alunno, riuscito a farlo. Ha realizzato un circuito fotoaccoppiatore molto piccolo che fornisce una velocità di trasmissione dati di Megabit al secondo in modo efficiente dal punto di vista energetico.

Nei chip "smart power", il componente ad alta potenza può essere isolato dai circuiti di controllo digitale. Questo isolamento garantisce un funzionamento sicuro in aree applicative come l'elettronica medica e automobilistica. Fino ad ora, tali fotoaccoppiatori erano ingombranti e separati dal chip. Un fotoaccoppiatore su chip è stato ora realizzato da Vishal Agarwal. Il suo fotoaccoppiatore può essere integrato con l'elettronica utilizzando la tecnologia chip standard (CMOS). È circa 0,008 mm ² di dimensioni e consuma un'energia minima.

Integrare una sorgente luminosa e un rilevatore di luce su un chip non è banale. Generalmente, sono necessari materiali speciali che non possono essere introdotti nel processo CMOS. Il silicio di per sé non è una buona fonte di luce. Un LED al silicio su un chip emetterebbe luce infrarossa con bassa efficienza, mentre un rilevatore di silicio non funziona bene con la luce infrarossa. Questo non è un buon punto di partenza per una connessione ottica. Ricerca precedente, però, di UT Ph.D. studente Satadal Dutta, ha dimostrato che si possono ottenere risultati migliori collegando il LED al silicio "nel modo sbagliato". Un effetto valanga provoca l'emissione di luce visibile. Nello stesso modo, si può realizzare un rilevatore di luce in cui un singolo fotone può indurre una valanga. Il risultato:una connessione ottica efficiente.

Il principio ha funzionato. Ora, per Agarwal, la sfida era progettare un circuito elettronico che controllasse al meglio il LED e il rilevatore, ottimizzazione dei consumi energetici, velocità e utilizzo dello spazio sul chip. Ad esempio vuole bilanciare la tensione necessaria per far funzionare il LED a valanga (AMLED) e il diodo a valanga a fotone singolo (SPAD), risultando in una buona connessione senza sprecare luce. Deve anche determinare come posizionare la sorgente luminosa e il rilevatore di luce sul chip, per la massima efficienza. Nella sua tesi, Agarwal esce con un fotoaccoppiatore che può essere completamente integrato in CMOS, con una velocità di trasmissione dati di circa 1 megabit al secondo e un consumo energetico minimo.