China está a punto de fabricar sus propios chips fotónicos. Empieza la auténtica guerra de los semiconductores

La fotónica del silicio persigue desarrollar la tecnología de este elemento químico para optimizar la transformación de las señales eléctricas en pulsos de luz. El campo de aplicación más evidente de esta innovación es la implementación de enlaces de alto rendimiento que, sobre el papel, pueden ser empleados tanto para resolver las comunicaciones entre varios chips como para optimizar la transferencia de información entre varias máquinas.

Las tecnologías de empaquetado avanzado con las que trabajan los principales fabricantes de semiconductores, como TSMC, Intel o Samsung, se pueden beneficiar mucho de un mecanismo de comunicación entre chips de altísimo rendimiento. Y los grandes centros de datos en los que es necesario conectar una gran cantidad de máquinas, también. No obstante, hay una disciplina en particular que tiene una proyección de futuro apabullante y a la que le vendría de maravilla erigirse sobre las ventajas que propone la fotónica del silicio: la inteligencia artificial.

Todo esto suena muy bien, pero hay algo que no debemos pasar por alto: esta innovación plantea varios desafíos tecnológicos muy importantes que es necesario solventar para que sus aplicaciones prácticas sean posibles. En este artículo no necesitamos indagar en ellos, pero ahí va una pista para quien no se deje intimidar fácilmente por la física cuántica y quiera coquetear un poco más con la fotónica del silicio: hasta hace muy poco tiempo no se habían conseguido hacer viables los láseres de cascada cuántica con materiales basados en silicio, pero desde hace varios años hay muchos grupos de investigación potentes trabajando en esta área. Y muchas empresas.

China asegura haber alcanzado un hito decisivo en fotónica del silicio

Douglas Yu, un ejecutivo de TSMC con responsabilidad en el ámbito de la integración de sistemas, explica con claridad la capacidad disruptiva de esta tecnología en esta declaración: «Si conseguimos implementar un buen sistema de integración de la fotónica del silicio desencadenaremos un nuevo paradigma. Probablemente nos colocaremos en el inicio de una nueva era». Esta reflexión de Yu describe de una forma muy contundente lo importante que presumiblemente es esta tecnología.

Intel y TSMC son algunas de las empresas que llevan varios años trabajando en el desarrollo de sus tecnologías vinculadas a la fotónica del silicio, y, como podemos intuir, esta innovación no es ajena a las empresas y los centros de investigación chinos. De hecho, a mediados del pasado mes de mayo el Instituto de Tecnología de la Información y Microsistemas de Shanghái (China) en colaboración con el Instituto de Tecnología de Lausana (Suiza) alcanzó un hito crucial. Hasta ese momento uno de los ingredientes fundamentales de los circuitos integrados fotónicos era el niobato de litio.

Esta sal sintética interviene en la fabricación de estos circuitos integrados debido a que sus propiedades fisicoquímicas le permiten optimizar la conversión de la electricidad en luz, pero tiene un problema: la explotación industrial de esta tecnología está condicionada por el alto coste que tiene cada oblea, y también por el tamaño de cada una de ellas. Lo que han logrado estos científicos es reemplazar el niobato de litio por otro material semiconductor cuyas propiedades son incluso más atractivas: el tantalato de litio (LiTaO3).

Ou Xin, uno de los científicos que han liderado este proyecto, asegura que además de rendir mejor que el niobato de litio, el tantalato de litio permite la fabricación de circuitos integrados fotónicos a gran escala y con unos costes mucho más bajos. Esto se debe a que los procesos de fabricación son similares a los que se utilizan actualmente para producir semiconductores de silicio convencionales.

No obstante, esto no es todo. Y es que el laboratorio JFS de Wuhan, que es uno de los centros de investigación más importantes de China, acaba de conseguir integrar una fuente de luz láser en un chip de silicio. Es la primera vez que se alcanza este hito en China, lo que sumado a los avances en los que acabamos de indagar presumiblemente coloca a este país en las puertas de la producción a gran escala de chips fotónicos.

Más información | SCMP

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