Çinli bilim insanları, optik çip üretimini dakikalara indiren yeni bir yöntem geliştirdi.

Bu araştırma, Çin Bilimler Akademisi (CAS) Fizik Enstitüsü’nden bilim insanları ile Hong Kong Üniversitesi ve diğer birçok Çin kurumundan araştırmacıların işbirliğiyle yürütüldü.

Doktora öğrencisi Wang Yi liderliğindeki ekip, yeni geliştirilen üretim yönteminin, karmaşık üç boyutlu optik yapılar üretmek için çok yönlü bir platform sağlarken, üretim darboğazlarını da azalttığını belirtti.

Araştırmacılar, bu yaklaşımın, yüksek oranda özelleştirilmiş fotonik tasarımlar ile büyük ölçekli üretim arasındaki boşluğu kapatmaya yardımcı olabileceğini ve geleceğin gelişmiş 3 boyutlu entegre fotoniklerinin hesaplama, iletişim ve algılama uygulamaları için geliştirilmesini destekleyebileceğini vurguladı.

Yavaş çip şekillendirme yönteminin yerini yeni teknik alıyor

Araştırmacılar, tipik olarak optik yapıları tek tek oluşturan odaklı iyon demeti (FIB) tekniklerine dayanan geleneksel üretim yöntemlerinden uzaklaştı. Bunun yerine, tüm 4 inçlik bir wafer üzerinde karmaşık üç boyutlu mimarileri tek bir işlemde dönüştürebilen paralel bir üretim yaklaşımı geliştirdiler.

Ekip, bu yöntemin, aynı anda birden fazla yapının üretilmesine izin vererek üretim verimliliğini önemli ölçüde artırabileceğini ve gelişmiş 3 boyutlu optik çiplerin geliştirilmesindeki temel bir sınırlamayı giderdiğini belirtti. South China Morning Post bildirdi.

Odaklı iyon demetleri (FIB’ler), geleneksel olarak hassas yüzey işleme ve malzeme analizi için kullanılmıştır, ancak araştırmacılar, yeni platformlarının bu yaklaşımın bazı sınırlamalarının üstesinden gelebileceğini söylüyor. Çalışmanın yazarlarına göre, teknoloji %97’nin üzerinde bir açısal düzgünlük sağlar ve aynı zamanda odaklı iyon demeti tabanlı üretim yöntemleriyle karşılaştırıldığında üretim sürelerini iki katından fazla kısaltır.

Bu gelişme, ülkelerin ve teknoloji şirketlerinin geleceğin yapay zeka (AI) hesaplama sistemlerini destekleyebilecek fotonik teknolojilerini geliştirmek için yarışırken geldi; burada daha hızlı ve daha verimli veri işleme çözümleri giderek daha önemli hale geliyor.

Şirketler, bir sonraki nesil optik çipleri geliştirmek için yarışıyor

Optik hesaplama ve yüksek hızlı veri iletimini geliştirme yarışı, hem endüstri hem de araştırma kurumlarından büyük yatırımları kendine çekti. Intel, TSMC, Ayar Labs ve Lightmatter gibi şirketler, hesaplama performansını ve verimliliğini iyileştirmeyi amaçlayan silikon fotonik ve optik ara bağlantı teknolojileri geliştiriyor.

Aynı zamanda, Belgium’daki Imec ve Japonya’daki NTT gibi araştırma kuruluşları, bir sonraki nesil fotonik entegrasyon platformları üzerinde çalışıyor. Çin de bu alana odaklanarak, CAS gibi kurumlar ve Huawei gibi şirketler, gelişmiş fotonik çip teknolojileri geliştirmek için çabalarını artırıyor.

Yapay zeka modelleri daha büyük ve karmaşık hale geldikçe, daha hızlı ve daha verimli hesaplama donanımına olan talep artmaktadır. Optik ara bağlantılar, geleneksel elektrik bağlantılarına göre daha yüksek bant genişliği ve daha düşük enerji tüketimi sunar. Araştırmacılar, optik yapıları üç boyuta taşıyarak, daha yoğun çip tasarımları oluşturabilir, sinyal parazitini azaltabilir ve iki boyutlu mimarilerle elde edilmesi zor işlevleri sağlayabilir.

Bu nedenle, araştırmacılar üretimde temel bir zorluk olarak belirlediler ve bunu aşmak için paralel bir süreç geliştirdiler. Araştırmacılar, odaklı iyon demetleriyle yapıları tek tek şekillendirmek yerine, binlerce 2 boyutlu nanoyapıyı aynı anda 3 boyutlu tasarımlara dönüştürmek için geniş bir iyon demeti kullanır. İyon demeti oymayı kendi kendini katlama “origami” yaklaşımıyla birleştiren teknik, wafer ölçekli üretimi korurken nanosantimetre hassasiği sağlar.