Terobosan Fotonik Silikon: Laser Terintegrasi pada Wafer Memungkinkan Komputasi Lebih Cepat dan Efisien

Para peneliti dari AS dan Eropa telah mencapai kemajuan signifikan dalam fotonik silikon dengan berhasil membuat laser mini secara langsung pada wafer silikon. Inovasi ini, yang dirinci dalam publikasi Nature, melibatkan 'menumbuhkan' laser pada chip silikon, sebuah proses yang meningkatkan skalabilitas dan kompatibilitas dengan manufaktur CMOS yang ada yang digunakan untuk chip elektronik.

Terobosan ini mengatasi tantangan utama: mengintegrasikan sumber cahaya dengan chip silikon. Metode tradisional melibatkan pemasangan laser terpisah, yang memperlambat operasi dan meningkatkan biaya. Dengan membuat laser langsung pada chip, data dapat ditransmisikan lebih cepat menggunakan foton, menawarkan kapasitas data yang lebih besar dan kehilangan energi yang lebih rendah dibandingkan dengan elektron.

Tim menanamkan 300 laser fungsional pada satu wafer silikon 300 mm, standar industri. Laser menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang 1.020 nm, ideal untuk transmisi jarak pendek antara chip komputer. Chip ini dapat secara substansial meningkatkan kinerja komputasi dan mengurangi konsumsi energi di pusat data. Laser membutuhkan arus ambang hanya 5 mA, mirip dengan LED pada mouse komputer, dan outputnya sekitar 1 mW. Meskipun operasi berkelanjutan dimungkinkan selama 500 jam pada suhu kamar (25° C), efisiensi menurun sekitar 55° C. Demonstrasi ini menandai langkah signifikan menuju komputasi yang lebih efisien dan kuat, membuka jalan bagi perangkat optik berkinerja tinggi dan hemat biaya untuk komunikasi data, pembelajaran mesin, dan AI.