A fotônica de silício visa desenvolver a tecnologia desse elemento químico para otimizar a transformação de sinais elétricos em pulsos de luz. O campo de aplicação mais óbvio dessa inovação é a implementação de links de alto desempenho que, no papel, podem ser usados tanto para resolver comunicações entre vários chips quanto para otimizar a transferência de informações entre várias máquinas.
As tecnologias avançadas de empacotamento com as quais os principais fabricantes de semicondutores, como TSMC, Intel ou Samsung, trabalham, podem se beneficiar muito de um mecanismo de comunicação chip a chip de alto desempenho e de grandes data centers, onde você precisa conectar um grande número de máquinas. No entanto, há uma disciplina em particular que tem uma projeção futura avassaladora e que faria bem em aproveitar as vantagens propostas pela fotônica de silício: a inteligência artificial.
Tudo isso parece ótimo, mas há uma coisa que não devemos ignorar: essa inovação apresenta vários desafios tecnológicos muito importantes que devem ser resolvidos para tornar suas aplicações práticas possíveis. Neste artigo não precisamos nos aprofundar neles, mas aqui vai uma dica para aqueles que não se intimidam facilmente com a física quântica e querem flertar um pouco mais com a fotônica de silício: até muito recentemente, os lasers de cascata quântica com materiais à base de silício não tinham sido viabilizados. Mas há vários anos existem muitos grupos de pesquisa poderosos trabalhando nessa área. E muitas empresas.
China afirma ter alcançado um marco decisivo na fotônica de silício
Douglas Yu, um executivo da TSMC responsável pela integração de sistemas, explica claramente a capacidade disruptiva dessa tecnologia nesta declaração: "Se pudermos implementar um bom sistema de integração de fotônica de silício, desencadearemos um novo paradigma. Provavelmente nos colocaremos no início de uma nova era." Esta reflexão de Yu descreve de forma muito contundente o quão importante essa tecnologia é.
Intel e TSMC são algumas das empresas que trabalham há vários anos no desenvolvimento de suas tecnologias ligadas à fotônica de silício e, como podemos imaginar, essa inovação não é estranha às empresas e centros de pesquisa chineses. De fato, em meados de maio, o Instituto de Tecnologia da Informação e Microsistemas de Xangai (China) em colaboração com o Instituto de Tecnologia de Lausanne (Suíça) atingiu um marco crucial. Até então, um dos ingredientes fundamentais dos circuitos integrados fotônicos era o niobato de lítio.
Esse sal sintético está envolvido na fabricação desses circuitos integrados porque suas propriedades físico-químicas permitem otimizar a conversão de eletricidade em luz, mas tem um problema: a exploração industrial da tecnologia é condicionada pelo alto custo e pelo tamanho de cada wafer. O que esses cientistas conseguiram foi substituir o niobato de lítio por outro material semicondutor cujas propriedades são ainda mais atraentes: o tantalato de lítio (LiTaO3).
Ou Xin, um dos cientistas que liderou este projeto, diz que além de ter um desempenho melhor que o niobato de lítio, o tantalato de lítio permite a fabricação de circuitos integrados fotônicos em larga escala e a custos muito menores. Isso ocorre porque os processos de fabricação são semelhantes aos usados atualmente para produzir semicondutores de silício convencionais.
No entanto, isso não é tudo. O laboratório JFS em Wuhan, que é um dos centros de pesquisa mais importantes da China, acaba de conseguir integrar uma fonte de luz laser em um chip de silício. Esta é a primeira vez que esse marco é alcançado na China, o que, somado aos avanços que acabamos de investigar, presumivelmente coloca este país às portas da produção em larga escala de chips fotônicos.
Mais informações | SCMP
Ver 0 Comentários