Сиднейский университет разрабатывает архитектуру оптоэлектронного чипа в стиле Lego

Недавно исследователи из Нано-института Сиднейского университета (USNI) изобрели компактный кремниевый полупроводниковый чип, который будет состоять из электронных и фотонных компонентов, интегрированных вместе. Эта новая технология значительно расширяет полосу радиочастот и улучшает возможность точного контроля информации, проходящей через устройство.
Расширенная полоса пропускания означает, что через чип может проходить больше информации, а также включает фотонику для расширенного управления фильтрами, создавая новые универсальные полупроводниковые устройства.
Исследователи ожидают, что чип будет использоваться при развертывании передовых радаров, спутниковых систем, беспроводных сетей, а также телекоммуникаций 6G и 7G, а также откроет двери для передового автономного производства. Это также могло бы помочь в создании высокотехнологичных заводов с добавленной стоимостью в таких местах, как Аэротрополис в Западном Сиднее.
В чипе используется новая технология кремниевой фотоники, которая позволяет интегрировать несколько систем на полупроводниках шириной менее 5 миллиметров. Вице-канцлер профессор Бен Эгглтон, руководивший исследовательской группой, сравнил ее со сборкой LEGO, в которой используются небольшие электронные чипы для интеграции новых материалов посредством усовершенствованной упаковки компонентов.
Исследование изобретения было опубликовано в журнале Nature Communications.
Доктор Альваро Касас Бедойя, заместитель директора по фотонной интеграции в Школе физики, который руководил разработкой чипа, сказал, что уникальный подход к интеграции гетерогенных материалов находится в разработке уже 10 лет.
Использование зарубежных заводов по производству полупроводников для производства базовых пластин чипов в сочетании с местной исследовательской инфраструктурой и производством имело решающее значение для разработки таких фотонных интегральных схем», — сказал он. Такая архитектура означает, что Австралия может развивать собственное производство чипов. без необходимости полностью полагаться на международные литейные заводы в процессах создания добавленной стоимости».
Профессор Эгглтон подчеркнул, что большинство позиций в списке ключевых технологий, представляющих национальный интерес, составленном правительством Австралии, основаны на полупроводниках. Он заявил, что изобретение означает, что работа Sydney Nano хорошо сочетается с такими инициативами, как спонсируемое правительством Нового Южного Уэльса Бюро услуг полупроводникового сектора (S3B) в Австралии, целью которого является развитие местной полупроводниковой экосистемы.
Доктор Надя Корт, директор S3B, прокомментировала: «Эта работа соответствует нашей миссии по продвижению полупроводниковых технологий и открывает большие перспективы для будущего полупроводниковых инноваций в Австралии. Этот результат укрепляет местные сильные стороны в области исследований и разработок в критический момент. возросшего глобального интереса и инвестиций в этот сектор».
Интегральная схема была разработана в сотрудничестве с учеными из Австралийского национального университета и построена в чистой комнате основного исследовательского центра Центра нанонауки Сиднейского университета, специально построенного здания стоимостью 150 миллионов австралийских долларов (100 миллионов долларов США / 92 миллиона евро). здание с современным оборудованием для литографии и осаждения.
Фотонные схемы в чипе, который будет использован для создания устройства с перестраиваемой частотой, с полосой пропускания 15 гигагерц, со спектральным разрешением всего до 37 МГц, что составляет менее четверти от общей полосы пропускания, рассказал профессор Эгглтон", Это изобретение, возглавляемое нашим аспирантом Мэтью Гарреттом, представляет собой значительный прогресс в исследованиях микроволновой фотоники и интегрированной фотоники».
«СВЧ-фотонные фильтры играют жизненно важную роль в современных коммуникационных и радиолокационных приложениях, обеспечивая гибкость для точной фильтрации различных частот, уменьшения электромагнитных помех и улучшения качества сигнала. Наш инновационный подход к интеграции расширенных функций в полупроводниковые чипы, особенно гетерогенная интеграция серо- Стекло на основе кремния потенциально может изменить местный полупроводниковый ландшафт».
Соавтор и старший научный сотрудник д-р Мориц Меркляйн сказал: «Эта работа прокладывает путь к новому поколению компактных радиочастотных фотонных фильтров высокого разрешения с широкополосной перестройкой частоты, что особенно полезно для полезной нагрузки радиочастотной связи на воздушных и космических кораблях, открывая новые возможности». возможности для улучшения коммуникативных и сенсорных возможностей».