Chip di silicio che comunicano con luce, sviluppato nuovo metodo innovativo ed economico

Chip elettro-fotonico a base di silicio sviluppato dal Mit, dalla UC Berkeley e dalla Boston University (credito: Amir Atabaki)

Un nuovo metodo per fabbricare chip di silicio in grado di comunicare con la luce e non più costosi dell’attuale tecnologia relativa ai chip è stato creato da un gruppo di ricercatori della Boston University, del Massachusetts Institute of Technology, della University of California Berkeley e della University of Colorado Boulder.
Questa nuova tecnologia potrebbe portare ad una nuova era della microelettronica risolvendo quello che è considerato come un collo di bottiglia negli attuali dispositivi elettronici per quanto riguarda il trasferimento dei dati. Questo stesso metodo arriverebbe a ridurre, inoltre, il consumo di energia di vari ordini di grandezza.
La ricerca, pubblicata su Nature, è il risultato di un progetto durato molti anni finanziato dalla Defense Advanced Research Project Agency statunitense.

Attualmente i limiti di velocità riguardanti il tradizionale metodo per il trasferimento dei dati è stato raggiunto con non poche difficoltà per quanto riguarda la dissipazione del calore e il consumo della potenza. La richiesta sempre più pressante di prestazioni più elevate e di consumi minori contrasta con questo limite e le attuali ricerche in tale campo sono tutte incentrate nella realizzazione di nuovi metodi per un trasferimento dei dati sempre più efficiente ma allo stesso tempo contenuto nei costi.
Questo nuovo sistema dovrebbe aver risolto questo “collo di bottiglia”, come specifica anche Milos Popovic, dell’università di Boston, uno degli autori della ricerca: “Invece di un singolo cavo che trasporta da 10 a 100 gigabit al secondo, è possibile avere una singola fibra ottica che trasporta da 10 a 20 terabit al secondo – quindi circa mille volte di più nello stesso ingombro”.

Con la luce, infatti, è possibile trasferire i dati con frequenze molto più elevate e senza un consumo elevato di energia come invece avviene con i classici cablaggi in rame. Inoltre è possibile trasferire i dati in canali diversi modulando diversi colori della luce nella fibra.
In questo nuovo studio, gli scienziati hanno presentato una soluzione che si può applicare anche ai più classici chip di silicio grazie ad una serie di nuovi strati di materiali nella porzione di elaborazione fotonica del chip, come specifica anche Fabio Pavanello che ha lavorato con Popovic e che è uno dei coautori dello studio: “Esaminando attentamente e ottimizzando le proprietà degli strati di materiali aggiuntivi per i dispositivi fotonici, siamo riusciti a dimostrare le prestazioni allo stato dell’arte a livello di sistema in termini di densità di banda e consumo energetico partendo da un processo molto meno costoso rispetto a tecnologie concorrenti”.

Fonti e approfondimenti



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