Avanço na Fotônica de Silício: Lasers Integrados em Wafers Permitem Computação Mais Rápida e Eficiente

Pesquisadores dos EUA e da Europa alcançaram um avanço significativo na fotônica de silício ao fabricar com sucesso lasers miniaturizados diretamente em wafers de silício. Essa inovação, detalhada em uma publicação da Nature, envolve 'cultivar' lasers em um chip de silício, um processo que aprimora a escalabilidade e a compatibilidade com a fabricação CMOS existente usada para chips eletrônicos.

Este avanço aborda um grande desafio: integrar fontes de luz com chips de silício. Os métodos tradicionais envolvem a conexão de lasers separados, o que retarda a operação e aumenta os custos. Ao criar lasers diretamente no chip, os dados podem ser transmitidos mais rapidamente usando fótons, oferecendo maior capacidade de dados e menores perdas de energia em comparação com os elétrons.

A equipe incorporou 300 lasers funcionais em um único wafer de silício de 300 mm, um padrão da indústria. O laser produziu luz com um comprimento de onda de 1.020 nm, ideal para transmissões de curto alcance entre chips de computador. Este chip pode melhorar substancialmente o desempenho da computação e reduzir o consumo de energia em data centers. O laser exigiu uma corrente de limiar de apenas 5 mA, semelhante a um LED em um mouse de computador, e sua saída foi de cerca de 1 mW. Embora a operação contínua fosse possível por 500 horas à temperatura ambiente (25 ° C), a eficiência diminuiu em torno de 55 ° C. Esta demonstração marca um passo significativo em direção a uma computação mais eficiente e poderosa, abrindo caminho para dispositivos ópticos de alto desempenho e econômicos para comunicações de dados, aprendizado de máquina e IA.