L'Università di Sydney sviluppa un'architettura di chip optoelettronici "simile ai Lego".

Recentemente, i ricercatori dell'Università di Sydney Nano Institute (USNI) hanno inventato un chip semiconduttore di silicio compatto, che sarà costituito da componenti elettronici e componenti fotonici integrati insieme. Questa nuova tecnologia espande notevolmente la larghezza di banda della radiofrequenza e migliora la capacità di controllare accuratamente le informazioni che fluiscono attraverso il dispositivo.
La larghezza di banda estesa significa che più informazioni possono fluire attraverso il chip e include la fotonica per il controllo avanzato del filtro, creando nuovi dispositivi semiconduttori versatili.
I ricercatori prevedono che il chip verrà utilizzato nell’implementazione di radar avanzati, sistemi satellitari, reti wireless e telecomunicazioni 6G e 7G e aprirà la porta alla produzione autonoma avanzata. Potrebbe anche aiutare a creare fabbriche ad alto valore tecnologico in luoghi come l’Aerotropolis di Western Sydney.
Il chip utilizza una tecnologia fotonica del silicio emergente in grado di integrare più sistemi su semiconduttori di larghezza inferiore a 5 millimetri. Il vicerettore, il professor Ben Eggleton, che ha diretto il gruppo di ricerca, lo ha paragonato all'assemblaggio dei Lego, utilizzando piccoli chip elettronici per integrare nuovi materiali attraverso un imballaggio avanzato dei componenti.
La ricerca sull'invenzione è stata pubblicata su Nature Communications.
Il dottor Alvaro Casas Bedoya, direttore associato dell'Integrazione Fotonica presso la Scuola di Fisica, che ha guidato la progettazione del chip, ha affermato che l'approccio unico all'integrazione di materiali eterogenei è in lavorazione da 10 anni.
L'uso di fonderie di semiconduttori all'estero per produrre i wafer di chip di base, insieme alle infrastrutture di ricerca e produzione locali, è stato fondamentale per lo sviluppo di tali circuiti integrati fotonici", ha affermato. Questa architettura significa che l'Australia può sviluppare la propria produzione interna di chip senza dover affidarsi interamente a fonderie internazionali per processi a valore aggiunto."
Il professor Eggleton ha sottolineato che la maggior parte delle voci nell'elenco delle tecnologie chiave di interesse nazionale stilata dal governo australiano si basano sui semiconduttori. Ha affermato che l'invenzione significa che il lavoro di Sydney Nano si adatta bene a iniziative come il Semiconductor Sector Services Bureau (S3B) sponsorizzato dal governo del NSW in Australia, che mira a sviluppare l'ecosistema locale dei semiconduttori.
La Dott.ssa Nadia Court, direttrice di S3B, ha commentato: "Questo lavoro è coerente con la nostra missione di far avanzare la tecnologia dei semiconduttori e rappresenta una grande promessa per il futuro dell'innovazione dei semiconduttori in Australia. Questo risultato rafforza i punti di forza locali nella ricerca e nella progettazione in un momento critico". di maggiore interesse globale e di investimenti nel settore."
Il circuito integrato è stato progettato in collaborazione con scienziati dell'Australian National University e costruito in una camera bianca presso la struttura di ricerca principale del Centre for Nanoscience dell'Università di Sydney, una struttura appositamente costruita da 150 milioni di dollari australiani (100 milioni di dollari/92 milioni di euro). edificio con apparecchiature avanzate di litografia e deposizione.
I circuiti fotonici del chip, che serviranno a creare un dispositivo a frequenza sintonizzabile con una larghezza di banda di 15 gigahertz, con una risoluzione spettrale fino a soli 37 MHz, meno di un quarto della larghezza di banda totale, ha spiegato il professor Eggleton, " Guidata dal nostro dottorando Matthew Garrett, questa invenzione rappresenta un progresso significativo nella ricerca sulla fotonica a microonde e sulla fotonica integrata."
"I filtri fotonici a microonde svolgono un ruolo vitale nelle comunicazioni moderne e nelle applicazioni radar, fornendo la flessibilità necessaria per filtrare con precisione diverse frequenze, riducendo le interferenze elettromagnetiche e migliorando la qualità del segnale. Il nostro approccio innovativo all'integrazione di funzionalità avanzate nei chip semiconduttori, in particolare l'integrazione eterogenea di zolfo- vetro a base di silicio, ha il potenziale per rimodellare il panorama locale dei semiconduttori."
Il coautore e ricercatore senior Dr. Moritz Merklein ha dichiarato: "Questo lavoro apre la strada a una nuova generazione di filtri fotonici RF compatti e ad alta risoluzione con sintonizzabilità della frequenza a banda larga, che è particolarmente vantaggioso per i carichi utili di comunicazione RF aerei e spaziali, aprendo possibilità di migliorare le capacità di comunicazione e di rilevamento."