Un chip óptico que “encaja como Lego” abre la puerta a la industria local

Investigadores del Nano Instituto de la Universidad de Sydney han creado un chip de silicio semiconductor integrado que integra la electrónica con componentes ópticos o fotónicos. La nueva tecnología amplía significativamente el ancho de banda de radiofrecuencia (RF) y la capacidad de controlar con precisión la información que fluye a través de la unidad.

El Dr. Álvaro Casas Bedoya (izquierda) sostiene el nuevo chip y el profesor Ben Eggleton en el Centro de Nanociencia de Sydney. Fuente de la imagen: Stephanie Zingsheim/Universidad de Sydney

El ancho de banda ampliado significa que puede fluir más información a través del chip, y la inclusión de fotónica permite controles de filtrado avanzados, creando un nuevo dispositivo semiconductor versátil.

Los investigadores esperan que el chip tenga aplicaciones en radares avanzados, sistemas satelitales, redes inalámbricas, despliegue de comunicaciones 6G y 7G, y también abrirá la puerta a la fabricación soberana avanzada. También podría ayudar a crear fábricas de alta tecnología con valor agregado en lugares como el área de Aerotropolis en el oeste de Sydney.

El chip está diseñado utilizando una tecnología emergente en fotónica de silicio que permite la integración de diversos sistemas en semiconductores de menos de 5 mm de ancho. El profesor Ben Eagleton, vicerrector (Investigación), que dirige el equipo de investigación, lo comparó con el montaje de bloques de construcción de Lego, donde se combinan nuevos materiales mediante un empaquetado avanzado de componentes, utilizando «chips» electrónicos.

La investigación para esta invención fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.

Se tardó 10 años en fabricar este método único para integrar materiales heterogéneos, dijo el Dr. Álvaro Casas Bedoya, director asociado de integración fotónica en la Facultad de Física, quien dirigió el diseño del chip.

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«El uso combinado de fundiciones de semiconductores en el extranjero para fabricar la oblea central con la infraestructura de investigación y fabricación local fue vital en el desarrollo de este circuito integrado fotónico». Él dijo.

«Esta arquitectura significa que Australia puede desarrollar su propia fabricación soberana de chips sin depender exclusivamente de fundiciones internacionales para el proceso de valor agregado».

El profesor Eagleton destacó el hecho de que la mayoría de los elementos de la lista de tecnologías importantes para el interés nacional del gobierno federal se basan en semiconductores.

Dijo que la invención significaba que el trabajo en Sydney Nano encajaba bien con iniciativas como la Oficina de Servicios del Sector de Semiconductores (S3B) patrocinada por el gobierno de Nueva Gales del Sur, que tiene como objetivo desarrollar el ecosistema de semiconductores local.

La Dra. Nadia Court, directora de S3B, dijo: «Este trabajo es coherente con nuestra misión de impulsar avances en la tecnología de semiconductores, que es muy prometedor para el futuro de la innovación en semiconductores en Australia. El resultado refuerza la fortaleza local en investigación y diseño en un momento crucial de creciente enfoque global e inversión en el sector. «.

El circuito integrado fue diseñado en colaboración con científicos de la Universidad Nacional de Australia, en la sala limpia del Centro de Investigación Básica del Centro de Nanociencia de la Universidad de Sydney, un edificio construido expresamente por valor de 150 millones de dólares que contiene instalaciones avanzadas de litografía y deposición.

El circuito óptico del chip significa un dispositivo con un impresionante ancho de banda de 15 GHz de frecuencias sintonizables con una resolución espectral de sólo 37 MHz, que es menos de un cuarto del uno por ciento del ancho de banda total.

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El profesor Eagleton dijo: “Dirigido por el impresionante estudiante de doctorado Matthew Garrett, este invento es un avance importante en la fotónica de microondas y la investigación de la fotónica integrada.

“Los filtros ópticos de microondas desempeñan un papel fundamental en las aplicaciones de radar y comunicaciones modernas, ya que brindan la flexibilidad de filtrar con precisión diferentes frecuencias, reduciendo la interferencia electromagnética y mejorando la calidad de la señal.

«Nuestro enfoque innovador de integrar funcionalidad avanzada en chips semiconductores, especialmente la integración heterogénea de vidrios de calcogenuro con silicio, tiene el potencial de remodelar el panorama nacional de semiconductores».

El coautor e investigador Dr. Moritz Merkelen dijo: «Este trabajo allana el camino para una nueva generación de filtros RF ópticos compactos de alta resolución con sintonizabilidad de frecuencia de banda ancha, que son particularmente útiles en cargas útiles de comunicaciones por radio aéreas y espaciales, abriendo posibilidades para mejorar las comunicaciones y las capacidades de detección».

fuente: https://www.sydney.edu.au/nano/

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