La giapponese NTT e Intel collaborano per sviluppare un chip all'avanguardia per la fusione optoelettronica

Il 29 gennaio, il colosso statunitense dei chip Intel ha annunciato che sta lavorando con NTT, il principale operatore di telecomunicazioni del Giappone, e il produttore di chip sudcoreano SK Hynix per sviluppare semiconduttori di prossima generazione basati sulla tecnologia della "fusione fotovoltaica".
Secondo i rapporti, questa tecnologia sostituisce l’elaborazione elettronica con la luce, che può essere utilizzata all’interno dei semiconduttori per ridurre notevolmente il consumo energetico e calcolare migliaia di volte più velocemente. Poiché la miniaturizzazione dei semiconduttori si sta avvicinando al suo limite fisico, è considerata una nuova tecnologia dirompente.
Contesto del progetto e cooperazione
Secondo quanto riportato dai media stranieri, il Ministero dell'Economia, del Commercio e dell'Industria (METI) del Giappone, nell'ambito della New Energy Industry Technology Development Organization (NEDO), fornirà 45 miliardi di yen (circa 305 milioni di dollari) per sostenere questo progetto e altri due progetti. Il Ministero dell'Economia, del Commercio e dell'Industria giapponese ritiene che il Giappone possa guidare il mondo in una nuova generazione di tecnologia di produzione di massa di semiconduttori a "fusione fotovoltaica".
L'obiettivo del progetto è stabilire, entro il 2027, una tecnologia di produzione di dispositivi che introduca la luce nei semiconduttori e una tecnologia di archiviazione in grado di archiviare dati a livello di Tb, riducendo il consumo energetico del 30% - 40% rispetto al passato.
Per realizzare un'elaborazione della comunicazione ottica ad alta velocità rispetto all'elettricità, è essenziale la cooperazione con i produttori di semiconduttori. NTT prevede di collaborare con Intel nel campo delle unità di elaborazione centrale (CPU) e SK Hynix nel campo dei semiconduttori di archiviazione. Inoltre, Intel fornirà consulenza nello sviluppo della tecnologia di produzione.
I semiconduttori all’avanguardia guidano il progresso nel calcolo ottico
Il calcolo ottico, un nuovo tipo di metodo di elaborazione che utilizza le onde luminose come vettore di informazioni, sta diventando un campo caldo della ricerca scientifica grazie ai suoi vantaggi come l'elevata velocità di elaborazione e il basso consumo energetico.
Nella trasmissione dei dati, i metodi ottici sono comunemente utilizzati per la trasmissione a lunga distanza, anche all'interno dei data center. Tuttavia, questi dati vengono solitamente convertiti in segnali elettronici per l'elaborazione quando raggiungono la loro destinazione. Se l’elaborazione ottica potesse essere pienamente utilizzata, sarebbe teoricamente in grado di migliorare notevolmente il parallelismo, le prestazioni e l’efficienza energetica, evitando al tempo stesso i costi energetici associati alla conversione fotoelettrica.
A livello globale sono emerse numerose startup focalizzate sull’elaborazione ottica e molte di loro stanno esplorando attivamente come questa tecnologia possa essere applicata all’elaborazione dell’intelligenza artificiale. Nel campo dell'elaborazione ottica, la "fusione fotovoltaica" è una ricerca all'avanguardia e NTT ha compiuto un importante passo avanti in questo settore. L'azienda è riuscita a sviluppare la prima tecnologia di base al mondo per circuiti a transistor basati sulla luce.
Attualmente, le informazioni trasmesse tramite comunicazioni ottiche vengono solitamente convertite in segnali elettrici da apparecchiature speciali e quindi trasmesse ai server nei data center per l'elaborazione. All'interno del server, i componenti semiconduttori sono responsabili dello scambio di segnali elettrici, dell'esecuzione di calcoli e della memorizzazione dei dati. Tuttavia, il campo emergente della convergenza optoelettronica promette di cambiare la situazione. Attraverso la fusione fotovoltaica, è possibile eseguire complesse elaborazioni di informazioni direttamente sotto forma di segnali ottici senza la necessità di conversione del segnale elettrico.
Anche il governo giapponese attribuisce grande importanza alla ricerca in questo campo e ha dato un forte sostegno. Il Ministero dell'Economia, del Commercio e dell'Industria giapponese metterà a disposizione 45 miliardi di yen per la ricerca sullo standard di comunicazione di prossima generazione 6G.
Non solo NTT, ma anche altre società partecipanti come Shinko Electric e Kioxia investiranno in questa ricerca. Attraverso questa serie di collaborazioni tecnologiche, NTT e altri intendono garantire che l’industria dei semiconduttori sia in grado di produrre dispositivi in ​​grado di assorbire la luce e sviluppare una tecnologia di archiviazione in grado di archiviare dati a livello di terabit entro il 2027.
Inoltre, secondo quanto riferito, Intel sta lavorando su tecnologie che ridurranno il consumo energetico del 30-40%, mentre NTT prevede di migliorare gradualmente l'efficienza energetica attraverso ION.NTT mira a migliorare l'efficienza energetica di circa 10 volte entro il 2025 e di 100 volte entro il 2032 Si prevede che questa serie di progressi tecnologici non solo spingerà i confini della tecnologia di elaborazione ottica, ma porterà anche cambiamenti e miglioramenti radicali nell’intelligenza artificiale e in altre aree di applicazione ad alta intensità di calcolo.