[技術(shù)前沿]像樂高一樣組裝“光芯片”
悉尼大學(xué)納米研究所的研究人員發(fā)明了一種緊湊的硅半導(dǎo)體芯片，該芯片將電子器件與光子或光組件集成在一起。新技術(shù)顯著擴展了射頻 (RF) 帶寬以及精確控制流經(jīng)設(shè)備的信息的能力。
擴大的帶寬意味著更多的信息可以流經(jīng)芯片，并且光子學(xué)的包含允許先進的濾波器控制，從而創(chuàng)建多功能的新型半導(dǎo)體器件。
研究人員預(yù)計該芯片將應(yīng)用于先進雷達、衛(wèi)星系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)以及6G和7G電信的推出，并為先進主權(quán)制造打開大門。它還可以幫助在西悉尼的航空大都會區(qū)等地創(chuàng)建高科技增值工廠。
該芯片采用硅光子學(xué)新興技術(shù)構(gòu)建，允許在寬度小于5毫米的半導(dǎo)體上集成不同的系統(tǒng)。領(lǐng)導(dǎo)該研究團隊的副校長（研究）本·埃格爾頓（Ben Eggleton）教授將其比作拼裝樂高積木，其中新材料順利獲得先進的組件封裝，使用電子“小芯片”來集成。
該發(fā)明的研究成果發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
負責芯片設(shè)計的物理學(xué)院光子集成副主任Alvaro Casas Bedoya博士表示，這種異質(zhì)材料集成的獨特方法已經(jīng)醞釀了10年。
他說：“將海外半導(dǎo)體代工廠與當?shù)匮芯炕A(chǔ)設(shè)施和制造相結(jié)合來制造基本芯片晶圓，對于開發(fā)這種光子集成電路至關(guān)重要?！?/p>
“這種架構(gòu)意味著澳大利亞可以開發(fā)自己的主權(quán)芯片制造，而無需完全依賴國際代工廠進行增值過程?！?/p>
Eggleton教授強調(diào)了這樣一個事實：聯(lián)邦政府國家利益關(guān)鍵技術(shù)清單上的大部分項目都依賴于半導(dǎo)體。
他表示，這項發(fā)明意味著悉尼納米公司的工作非常適合新南威爾士州政府贊助的半導(dǎo)體部門服務(wù)局（S3B）等旨在開展當?shù)匕雽?dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的舉措。
S3B總監(jiān)Nadia Court博士表示：“這項工作符合 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 有助于半導(dǎo)體技術(shù)進步的使命，為澳大利亞半導(dǎo)體創(chuàng)新的未來帶來了巨大希望。這一成果在關(guān)鍵時刻增強了當?shù)氐难芯亢驮O(shè)計實力全球?qū)υ撔袠I(yè)的關(guān)注和投資不斷增加?！?/p>
該集成電路是與澳大利亞國立大學(xué)的科學(xué)家合作設(shè)計的，在悉尼大學(xué)納米科學(xué)中心的核心研究設(shè)施潔凈室建造，這是一座耗資1.5億美元專門建造的建筑，配有先進的光刻和沉積設(shè)施。
芯片中的光子電路意味著該設(shè)備具有令人印象深刻的15 GHz可調(diào)頻率帶寬，光譜分辨率低至僅37 MHz，不到總帶寬的四分之一。
Eggleton教授表示：“在 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 令人印象深刻的博士生Matthew Garrett的領(lǐng)導(dǎo)下，這項發(fā)明是微波光子學(xué)和集成光子學(xué)研究的重大進步。
“微波光子濾波器在現(xiàn)代通信和雷達應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它可以靈活地精確過濾不同頻率，減少電磁干擾并提高信號質(zhì)量。
“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 將先進功能集成到半導(dǎo)體芯片中的創(chuàng)新方法，特別是硫族化物玻璃與硅的異質(zhì)集成，有可能重塑當?shù)匕雽?dǎo)體格局?！?/p>
合著者兼高級研究員Moritz Merklein博士表示：“這項工作為具有寬帶頻率可調(diào)性的新一代緊湊型高分辨率射頻光子濾波器鋪平了道路，特別有利于空中和星載射頻通信有效載荷，為增強的通信和傳感能力?！?/p>
原文鏈接：
http://phys.org/news/2023-12-photonic-chip-lego-door-semiconductor.html
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