Университетът в Сидни разработва "подобна на Лего" оптоелектронна чипова архитектура

Наскоро изследователите от Нано института на Университета в Сидни (USNI) изобретиха компактен силициев полупроводников чип, който ще бъде електронни компоненти и фотонни компоненти, интегрирани заедно. Тази нова технология значително разширява честотната лента на радиочестотите и подобрява способността за прецизен контрол на информацията, протичаща през устройството.
Разширената честотна лента означава, че повече информация може да тече през чипа и включва фотоника за усъвършенствано управление на филтъра, създавайки универсални нови полупроводникови устройства.
Изследователите очакват, че чипът ще се използва при внедряването на усъвършенствани радарни, сателитни системи, безжични мрежи и 6G и 7G телекомуникации и отваря вратата към усъвършенствано автономно производство. Може също така да помогне за създаването на високотехнологични фабрики с добавена стойност на места като Aerotropolis в Западен Сидни.
Чипът използва нововъзникваща технология за силиконова фотоника, която може да интегрира множество системи върху полупроводници с ширина под 5 милиметра. Заместник-канцлерът професор Бен Егълтън, който ръководи изследователския екип, го оприличи на сглобяването на Лего, използвайки малки електронни чипове за интегриране на нови материали чрез усъвършенствано опаковане на компоненти.
Изследването на изобретението е публикувано в Nature Communications.
Д-р Алваро Касас Бедоя, асоцииран директор на фотонната интеграция в Училището по физика, който ръководи дизайна на чипа, каза, че уникалният подход към интегрирането на хетерогенни материали се разработва от 10 години.
Използването на задгранични леярни за полупроводници за производството на основните пластини за чипове, съчетано с местна изследователска инфраструктура и производство, беше от решаващо значение за разработването на такива фотонни интегрални схеми", каза той. Тази архитектура означава, че Австралия може да развие собствено вътрешно производство на чипове без да се налага да разчитате изцяло на международни леярни за процеси с добавена стойност."
Професор Егълтън подчерта, че повечето от елементите в списъка на австралийското правителство с ключови технологии от национален интерес разчитат на полупроводници. Той твърди, че изобретението означава, че работата на Sydney Nano се вписва добре в инициативи като спонсорираното от правителството на NSW Semiconductor Sector Services Bureau (S3B) в Австралия, което има за цел да развие местната полупроводникова екосистема.
Д-р Надя Корт, директор на S3B, коментира: „Тази работа е в съответствие с нашата мисия да движим полупроводниковата технология напред и има голямо обещание за бъдещето на полупроводниковите иновации в Австралия. Този резултат укрепва местните силни страни в изследванията и дизайна в критичен момент на повишен глобален интерес и инвестиции в сектора."
Интегралната схема е проектирана в сътрудничество с учени от Австралийския национален университет и е построена в чиста стая в основното изследователско съоръжение на Центъра за нанонаука на Университета в Сидни, специално създадени 150 милиона австралийски долара (100 милиона щатски долара / 92 милиона евро). сграда с усъвършенствано оборудване за литография и отлагане.
Фотонните вериги в чипа, които ще бъдат използвани за създаване на устройство с регулируема честота с честотна лента от 15 гигахерца, със спектрална разделителна способност до само 37 MHz, по-малко от една четвърт от общата честотна лента, каза професор Егълтън, " Водено от нашия докторант Матю Гарет, това изобретение е микровълнова фотоника и интегрирани изследвания на фотоника значителен напредък."
„Микровълновите фотонни филтри играят жизненоважна роля в съвременните комуникационни и радарни приложения, осигурявайки гъвкавостта за прецизно филтриране на различни честоти, намалявайки електромагнитните смущения и подобрявайки качеството на сигнала. Нашият иновативен подход за интегриране на разширена функционалност в полупроводникови чипове, особено хетерогенната интеграция на сяра- базирано на стъкло със силиций, има потенциала да промени местния пейзаж на полупроводниците."
Съавторът и старши изследовател д-р Мориц Мерклейн каза: „Тази работа проправя пътя за ново поколение компактни радиочестотни фотонни филтри с висока разделителна способност с широколентова честотна настройка, което е особено полезно за радиочестотни комуникационни товари във въздуха и космоса, отваряйки възможности за подобрена комуникация и сензорни способности."