Sandia National Laboratories, 실리콘 마이크로칩에 소형 광학 장치 통합

Sandia National Laboratories는 실리콘 마이크로칩에 소형 광학을 통합합니다! 이 접근 방식을 통해 Sandia National Laboratories는 인듐 인화물 레이저, 리튬 니오베이트 변조기, 게르마늄 검출기 및 저손실 음향 광학 아이솔레이터(고출력 광학 시스템의 모든 핵심 구성 요소)를 포함한 고대역폭, 고속 광학 장치를 구축할 수 있습니다.
실리콘에 레이저를 제조하는 것은 Sandia National Laboratories가 반도체 기술에서 미국의 리더십을 확장할 수 있다고 믿는 도전적인 업적입니다. 예를 들어 UC Santa Barbara 및 Intel을 포함한 다른 기관 또는 조직은 유사한 레이저를 구축했지만 Sandia는 통합 장치의 등급을 확장했습니다. 처음으로 이러한 장치는 광자 통합 회로라고도 하는 광학 실리콘 마이크로칩에서 함께 작동할 수 있습니다. 레이저는 현재 다른 작은 광학 장치와 결합되어 자율 주행 자동차를 더 안전하게 만들고, 데이터 센터를 더 효율적으로 만들고, 바이오 센서를 더 휴대할 수 있게 하고, 레이더 및 기타 방어 기술을 더 다양하게 만듭니다.
실험용 웨이퍼 - Sandia National Laboratories에서는000 1개 이상의 실험용 레이저와 증폭기가 3인치 금도금 실리콘 웨이퍼를 "장식"합니다.
이 접근 방식을 통해 Sandia National Laboratories는 인듐 인화물 레이저, 리튬 니오베이트 변조기, 게르마늄 검출기 및 저손실 음향 광학 아이솔레이터(고출력 광학 시스템의 모든 핵심 구성 요소)를 포함한 고대역폭, 고속 광학 장치를 구축할 수 있습니다.
통합 실리콘은 생산의 미래를 향한 중요한 단계입니다.
실리콘은 반도체 산업의 생명줄이자 컴퓨터 칩 제조에 필수적인 소재입니다. 그러나 그 자체로는 레이저를 만들기에는 형편없는 재료입니다. 연구원들의 과제는 실리콘 마이크로칩에 공존할 수 있는 여러 재료로 만들어진 광학 구성 요소에 대한 방법을 고안하는 것이었습니다.
이 물질들은 단순히 서로 달라붙을 수 없기 때문에 연구원들은 이 물질을 실리콘과 함께 복잡한 층으로 융합시켰습니다. 이 과정은 이기종 통합으로도 알려져 있습니다.
Sandia 연구팀은 인듐 인화물과 실리콘으로 만든 하이브리드 레이저와 증폭기, 그리고 레이저에서 생성된 빛에 정보를 인코딩하는 니오븀산리튬과 실리콘으로 만든 유사한 변조기와 같은 하이브리드 실리콘 장치를 제조하기 위한 이기종 통합 기술을 성공적으로 시연했습니다.
또한 동일한 플랫폼에서 레이저 및 변조기의 발전에 발맞추기 위해 고출력 및 고속 게르마늄 검출기가 개발되었습니다.
레이저 특성화-Sandia 과학자들은 광섬유를 현미경으로 칩 크기의 비균일 통합 레이저와 정렬합니다.
Sandia 연구팀은 연구 진행에 성공했지만, 광자 칩이 조립 라인에서 굴러 떨어지기 전에 업계 파트너와 함께 접근 방식을 더 다듬어야 한다고 말합니다. 향후 연구에서 Sandia 연구팀은 단일 칩에서 레이저를 다른 광학 구성 요소와 결합하기를 희망합니다.
Sandia National Laboratories의 칩 스케일 레이저 구축 목표는 이 기술을 산업에 적용하는 것입니다. 이 팀은 상업용 반도체 팹에서 사용되는 것과 동일한 도구를 많이 사용하며 레이저는 C-대역 및 O-대역이라고 하는 통신 산업에서 일반적으로 사용되는 빛의 파장을 생성합니다.
샌디아 연구팀은 국립연구소에서 포토닉 플랫폼을 시연하면 미국 기업에 기술을 전수해 대규모 생산 상용화에 집중할 수 있다고 밝혔다.
Sandia National Laboratories는 또한 기존 칩보다 더 많은 정보를 전송하기 때문에 광학 마이크로칩에 투자하고 있습니다. 그러나 Sandia 연구팀은 제조상의 문제로 인해 널리 채택되지 못하고 있다고 말합니다. 이 기술은 과학계에서 잘 알려져 있지만 전자 장치는 여전히 대부분의 마이크로 칩에서 지배적입니다.
광자 회로 구축을 위한 플랫폼을 통해 Sandia National Laboratories는 향후 수년 동안 광자 연구 및 개발 분야에서 산업 및 기타 조직을 지원하는 리더로 자리 잡았습니다. 그러나 Sandia National Laboratories의 연구는 현재 CHIPS 법에 따라 자금이 지원되지 않습니다. Sandia National Laboratories는 다른 국가들이 새로운 기술에 대해 협력하기를 원합니다.
조 바이든 대통령은 반도체 산업에 527억 달러의 인센티브를 제공하는 초당파적 법안인 2022년 CHIPS 및 과학법에 서명했습니다. 이 법안은 미국산 컴퓨터 칩의 생산을 증가시킬 것으로 예상되지만 광자 반도체에 대한 자금도 제공할 것입니다.
우리 모두가 알다시피 칩 및 과학법은 미국 산업에 대한 보조금 및 보조금 정책으로 아름답게 묘사되지만 본질적으로 중국 반도체 산업의 성장을 억제합니다. 이 법안은 중국의 관련 기업이 첨단 제조 공장의 투자 또는 확장을 명시적으로 제한하여 중국 반도체 산업의 발전을 크게 방해하고 "칩 및 과학법"을 통한 미국의 시도는 중국 반도체 산업의 "주변화"가 될 것입니다. , 의심 할 여지없이 "헤게모니 행동".
중국의 영향에 대한 칩 및 과학법, 단기적으로 불안정한 용량 공급, 용량 확장 지연, 기술 R&D 제약; 장기적으로 기술 표준 분야에서 중국 기업을 배제하고 표준을 개발할 기회를 잃었습니다.
이것은 중국의 국내 대체 프로세스의 가속화를 자극하여 중국이 칩 산업을 발전시키도록 할 것입니다. 중국은 거대한 국내 사이클을 주체로 재건하고 있으며, 국내와 국제 이중 사이클은 새로운 발전 패턴을 상호 강화하며 이는 중국 반도체 산업의 가장 견고한 기반의 미래가 될 것입니다.