Svolta nella fotonica del silicio: laser integrati su wafer consentono un calcolo più veloce ed efficiente

Ricercatori statunitensi ed europei hanno ottenuto un significativo progresso nella fotonica del silicio fabbricando con successo laser miniaturizzati direttamente su wafer di silicio. Questa innovazione, descritta in dettaglio in una pubblicazione di Nature, prevede la 'crescita' di laser su un chip di silicio, un processo che migliora la scalabilità e la compatibilità con la produzione CMOS esistente utilizzata per i chip elettronici.

Questa svolta affronta una sfida importante: l'integrazione di sorgenti luminose con chip di silicio. I metodi tradizionali prevedono il collegamento di laser separati, il che rallenta il funzionamento e aumenta i costi. Creando laser direttamente sul chip, i dati possono essere trasmessi più velocemente utilizzando i fotoni, offrendo una maggiore capacità di dati e minori perdite di energia rispetto agli elettroni.

Il team ha incorporato 300 laser funzionali su un singolo wafer di silicio da 300 mm, uno standard del settore. Il laser ha prodotto luce con una lunghezza d'onda di 1.020 nm, ideale per le trasmissioni a corto raggio tra i chip del computer. Questo chip potrebbe migliorare sostanzialmente le prestazioni di calcolo e ridurre il consumo di energia nei data center. Il laser richiedeva una corrente di soglia di soli 5 mA, simile a un LED in un mouse per computer, e la sua potenza in uscita era di circa 1 mW. Sebbene il funzionamento continuo fosse possibile per 500 ore a temperatura ambiente (25 ° C), l'efficienza è diminuita a circa 55 ° C. Questa dimostrazione segna un passo significativo verso un calcolo più efficiente e potente, aprendo la strada a dispositivi ottici ad alte prestazioni ed economici per comunicazioni dati, apprendimento automatico e intelligenza artificiale.