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(noticias nanowerk) Investigadores del Nano Institute de la Universidad de Sydney han inventado un chip semiconductor compacto de silicio que integra la electrónica con componentes fotónicos o ligeros. La nueva tecnología amplía significativamente el ancho de banda de radiofrecuencia (RF), permitiendo un control preciso del flujo de información a través del dispositivo.
El ancho de banda ampliado significa que puede fluir más información a través del chip, y la inclusión de fotónica permite controles de filtro avanzados, creando un nuevo dispositivo semiconductor versátil.
Los investigadores esperan que el chip encuentre aplicación en sistemas de radar avanzados, sistemas satelitales, redes inalámbricas y la introducción de telecomunicaciones 6G y 7G, y también abra la puerta a la fabricación soberana avanzada. También podría ayudar a crear fábricas de alta tecnología con valor agregado en lugares como el distrito de Aerotropolis en el oeste de Sydney.
El chip se fabrica utilizando una nueva tecnología fotónica de silicio que permite la integración de varios sistemas en semiconductores de menos de 5 milímetros de ancho. El profesor Ben Eggleton, vicerrector (Investigación), que dirige el equipo de investigación, lo comparó con el ensamblaje de bloques de Lego, integrando nuevos materiales a través del empaquetado avanzado de componentes utilizando “chiplets” electrónicos.
La investigación para esta invención fue publicada en comunicación de la naturaleza (“Filtro fotónico de muesca para microondas integrado que utiliza un circuito fotónico heterogéneamente integrado hecho de Brillouin y silicio activo”).
Dr. Álvaro Casas Bedoya, director asociado de integración fotónica de la Facultad de Física, quien dirigió el diseño del chip, dijo que el método único de integrar materiales heterogéneos tardó 10 años en desarrollarse.
«El uso combinado de fundiciones extranjeras de semiconductores para producir la oblea de chip básico con la infraestructura de investigación y fabricación local fue fundamental para el desarrollo de este circuito integrado fotónico», dijo.
«Esta arquitectura significa que Australia podría desarrollar su propia fabricación soberana de chips sin depender únicamente de fundiciones internacionales para el proceso de creación de valor».
El profesor Eggleton destacó el hecho de que la mayoría de los elementos de la lista de tecnologías críticas de interés nacional del gobierno federal dependen de los semiconductores.
Dijo que la invención significa que el trabajo en Sydney Nano encaja bien con iniciativas como la Oficina de Servicios del Sector de Semiconductores (S3B), financiada por el Gobierno de Nueva Gales del Sur, cuyo objetivo es desarrollar el ecosistema de semiconductores local.
Dr. Nadia Court, directora de S3B, dijo: «Este trabajo es consistente con nuestra misión de impulsar avances en la tecnología de semiconductores y es prometedor para el futuro de la innovación de semiconductores en Australia». El resultado fortalece la fuerza local en investigación y diseño de una manera crucial. de aumentar el enfoque global y la inversión en el sector”.
El circuito integrado se desarrolló en colaboración con científicos de la Universidad Nacional de Australia y se construyó en la sala limpia del Centro de Investigación Central del Centro de Nanociencia de la Universidad de Sydney, un edificio de 150 millones de dólares construido expresamente con instalaciones avanzadas de litografía y deposición.
El circuito fotónico del chip significa un dispositivo con un impresionante ancho de banda de 15 gigahercios de frecuencias sintonizables con una resolución espectral de sólo 37 megahercios, que es menos de un cuarto de por ciento del ancho de banda total.
El profesor Eggleton dijo: «Dirigido por nuestro impresionante estudiante de doctorado Matthew Garrett, este invento es un avance significativo para la fotónica de microondas y la investigación de la fotónica integrada».
“Los filtros fotónicos de microondas desempeñan un papel fundamental en las aplicaciones de radar y comunicaciones modernas. Ofrecen la flexibilidad de filtrar con precisión diferentes frecuencias, reducir la interferencia electromagnética y mejorar la calidad de la señal.
«Nuestro enfoque innovador para integrar funcionalidades avanzadas en chips semiconductores, en particular la integración heterogénea de vidrio de calcogenuro con silicio, tiene el potencial de remodelar el panorama local de semiconductores».
Coautor e investigador principal Dr. Moritz Merklein dijo: «Este trabajo allana el camino para una nueva generación de filtros fotónicos de RF compactos y de alta resolución con capacidad de sintonización de frecuencia de banda ancha, que será particularmente ventajoso en cargas útiles de comunicaciones de RF basadas en el aire y el espacio y abrirá oportunidades para mejorar las comunicaciones y capacidades de detección.
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