Universitas Sydney Mengembangkan Arsitektur Chip Optoelektronik 'mirip Lego'

Baru-baru ini, peneliti Universitas Sydney Nano Institute (USNI) menemukan chip semikonduktor silikon kompak, yang akan menjadi komponen elektronik dan komponen fotonik yang terintegrasi. Teknologi baru ini memperluas bandwidth frekuensi radio secara signifikan dan meningkatkan kemampuan untuk mengontrol informasi yang mengalir melalui perangkat secara akurat.
Bandwidth yang diperluas berarti lebih banyak informasi dapat mengalir melalui chip dan mencakup fotonik untuk kontrol filter tingkat lanjut, menciptakan perangkat semikonduktor baru yang serbaguna.
Para peneliti mengantisipasi bahwa chip tersebut akan digunakan dalam peluncuran radar canggih, sistem satelit, jaringan nirkabel, dan telekomunikasi 6G dan 7G, serta membuka pintu bagi manufaktur otonom yang canggih. Hal ini juga dapat membantu mendirikan pabrik-pabrik berteknologi tinggi yang bernilai tambah di tempat-tempat seperti Aerotropolis di Sydney Barat.
Chip ini menggunakan teknologi fotonik silikon baru yang dapat mengintegrasikan beberapa sistem pada semikonduktor dengan lebar kurang dari 5 milimeter. Wakil Rektor Profesor Ben Eggleton, yang memimpin tim peneliti, menyamakannya dengan merakit Lego, menggunakan chip elektronik kecil untuk mengintegrasikan material baru melalui pengemasan komponen yang canggih.
Penelitian tentang penemuan ini telah dipublikasikan di Nature Communications.
Alvaro Casas Bedoya, direktur asosiasi Integrasi Fotonik di Fakultas Fisika, yang memimpin desain chip, mengatakan pendekatan unik terhadap integrasi material heterogen telah dilakukan selama 10 tahun.
Penggunaan pabrik pengecoran semikonduktor di luar negeri untuk memproduksi wafer chip dasar, ditambah dengan infrastruktur penelitian dan manufaktur lokal, sangat penting bagi pengembangan sirkuit terpadu fotonik tersebut,” katanya. Arsitektur ini berarti bahwa Australia dapat mengembangkan manufaktur chip internalnya sendiri. tanpa harus bergantung sepenuhnya pada pabrik pengecoran logam internasional untuk proses yang bernilai tambah."
Profesor Eggleton menekankan bahwa sebagian besar item dalam daftar teknologi utama kepentingan nasional Pemerintah Australia bergantung pada semikonduktor. Dia mengklaim bahwa penemuan ini berarti karya Sydney Nano cocok dengan inisiatif seperti Biro Layanan Sektor Semikonduktor (S3B) yang disponsori Pemerintah NSW di Australia, yang bertujuan untuk mengembangkan ekosistem semikonduktor lokal.
Nadia Court, Direktur S3B, berkomentar, "Pekerjaan ini konsisten dengan misi kami untuk memajukan teknologi semikonduktor dan memberikan harapan besar bagi masa depan inovasi semikonduktor di Australia. Hasil ini memperkuat kekuatan lokal dalam penelitian dan desain pada saat yang kritis." meningkatnya minat global dan investasi di sektor ini."
Sirkuit terpadu ini dirancang bekerja sama dengan para ilmuwan dari Australian National University dan dibangun di ruangan bersih di fasilitas penelitian inti Pusat Nanosains Universitas Sydney, yang dibangun khusus senilai A$150 juta (US$100 juta / €92 juta) bangunan dengan peralatan litografi dan deposisi canggih.
Sirkuit fotonik dalam chip, yang akan digunakan untuk membuat perangkat dengan frekuensi merdu dengan bandwidth 15 gigahertz, dengan resolusi spektral turun menjadi hanya 37 MHz, kurang dari seperempat dari total bandwidth, kata Profesor Eggleton, " Dipimpin oleh mahasiswa PhD kami Matthew Garrett, penemuan ini merupakan kemajuan signifikan dalam penelitian fotonik gelombang mikro dan fotonik terintegrasi."
“Filter fotonik gelombang mikro memainkan peran penting dalam komunikasi modern dan aplikasi radar, memberikan fleksibilitas untuk menyaring frekuensi yang berbeda secara tepat, mengurangi interferensi elektromagnetik, dan meningkatkan kualitas sinyal. Pendekatan inovatif kami untuk mengintegrasikan fungsionalitas tingkat lanjut ke dalam chip semikonduktor, khususnya integrasi heterogen sulfur- kaca berbasis silikon, memiliki potensi untuk membentuk kembali lanskap semikonduktor lokal."
Rekan penulis dan peneliti senior Dr. Moritz Merklein berkata, “Pekerjaan ini membuka jalan bagi generasi baru filter fotonik RF resolusi tinggi yang ringkas dengan kemampuan penyesuaian frekuensi broadband, yang sangat bermanfaat untuk muatan komunikasi RF di udara dan di luar angkasa, membuka diri kemungkinan untuk meningkatkan kemampuan komunikasi dan penginderaan."