دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به طراحی و ساخت دستگاهی جدید شده‌اند که می‌تواند چالش‌های مهم در تلفیق تراشه‌های فوتونی و الکترونیکی را برطرف کند و تحولی اساسی در سرعت و مصرف انرژی انتقال داده‌ها ایجاد نماید.
آغاز عصری تازه در صنعت تراشه با فناوری نور و الکتریسیته
با گسترش روزافزون تجهیزات دیجیتالی و وابستگی فزاینده به فضای ابری، نیاز به سیستم‌های پردازشی سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر بیش از پیش حس می‌شود. محققان MIT روشی نوآورانه برای اتصال دو نوع تراشه — فوتونی (مبتنی بر نور) و الکترونیکی (مبتنی بر جریان برق) — توسعه داده‌اند که زمینه‌ساز نسل آینده رایانه‌ها و زیرساخت‌های ارتباطی خواهد بود.
کوپلر ناپایدار؛ راهکاری هوشمندانه برای اتصال دقیق و خودکار تراشه‌ها
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات در اتصال این دو فناوری، نیاز به هم‌ترازی بسیار دقیق آن‌ها در ابعاد نانومتری است که تاکنون تنها با استفاده از لیزر و به صورت دستی انجام می‌گرفت. تیم تحقیقاتی FUTUR-IC به رهبری «آنو آگاروال» دستگاهی به نام «کوپلر ناپایدار» معرفی کرده که اتصال فوتونیک و الکترونیک را ساده‌تر، سریع‌تر و قابل اتوماسیون کرده است.
در مدل جدید، برخلاف اتصال نقطه‌ای سنتی، تراشه‌ها در طول مسیر وسیع‌تری به هم متصل می‌شوند و فرآیند هم‌ترازی توسط ماشین‌ها بدون نیاز به لیزر انجام‌پذیر خواهد بود. این پیشرفت به طرز چشمگیری زمان و هزینه تولید را کاهش می‌دهد.
بهره‌گیری از حرکت عمودی نور؛ افزایش سرعت و کاهش مصرف انرژی
کوپلر جدید این قابلیت را دارد که نور را به‌صورت عمودی بین لایه‌های مختلف تراشه منتقل کند، قابلیتی که در الکترونیک به دلیل محدودیت در چرخش‌های سریع، امکان‌پذیر نیست. این ویژگی منجر به تولید دستگاه‌های کوچکتر، کارآمدتر و کم‌مصرف‌تر می‌شود که نیازهای پیشرفته‌ی پردازشی را بهتر پاسخ می‌دهند.
راهی سبزتر برای مدیریت داده‌ها در آینده
به گفته «لیونل کیمرلینگ» از MIT، ترافیک داده‌ها هر ده سال هزار برابر می‌شود و مصرف انرژی نیز به همان نسبت در حال افزایش است. این فناوری فوتونیک، که داده‌ها را به جای جریان برق با نور منتقل می‌کند، گامی مهم به سمت کاهش بار انرژی و پایداری زیست‌محیطی در حوزه ارتباطات دیجیتال محسوب می‌شود.
ساخت مقرون‌به‌صرفه با تجهیزات موجود
یکی از نقاط قوت این نوآوری آن است که تولید کوپلر ناپایدار با دستگاه‌های فعلی در کارخانه‌های صنعتی امکان‌پذیر است، که این موضوع به تجاری‌سازی سریع‌تر آن و دسترسی گسترده‌تر کمک می‌کند.
این پژوهش که نتایج آن در نشریه معتبر Advanced Engineering Materials منتشر شده است، توسط MIT.nano و کنسرسیوم بسته‌بندی الکترونیکی-فوتونی دانشگاه ماساچوست حمایت شده و می‌تواند مسیر فناوری‌های پردازشی آینده را با قدرت نور روشن‌تر سازد.
