سایت فناوری های همگرا-محققان به تازگی با استفاده از روش‌های موجود برای ساخت میکروتراشه‌ها، یک میکروپردازنده اپتوالکترونیکی تولید کردند که از نور برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند و اطلاعات را به صورت الکترونیکی پردازش می‌کند. تراشه‌های نوری نسبت به همتا
چرخش صنعت نیمه‌هادی از تراشه الکترونیکی به تراشه نوری
به گزارش سایت فناوری های همگرا ارتباطات نوری نه تنها به طور قابل ملاحظه‌ای سبب کاهش مصرف انرژی تراشه‌ها می‌شوند بلکه برای افزایش ثبات در قدرت محاسبه‌گری ضروری هستند.
با روشن شدن این موضوع که تراشه‌های نوری را می‌توان مشابه پروسه‌های ساخت نیمه‌هادی‌های متداول تهیه کرد، به نظر می‌رسد که صنعت کامپیوتر بیش از پیش به ارتباطات نوری علاقه نشان دهد.
محققان دانشگاه MIT، دانشگاه کالیفرنیا و دانشگاه کولارادو، تراشه اپتوالکترونیکی تولید کردند که از نور برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند و اطلاعات را به صورت الکترونیکی پردازش می‌کند. این تراشه دارای ۸۵۰ جزء نوری و ۷۰ میلیون ترانزیستور است که به میزان قابل ملاحظه‌ای از تعداد ترانزیستورهای بیلیونی یک میکروپردازنده عادی کمتر است، اما این مقدار ترانزیستور برای عملکرد مناسب یک تراشه نوری تجاری کافی است.
راجوف رام استاد مهندسی الکترونیک دانشگاه MIT می‌گوید:« شما مجبور به استفاده از فیزیک و طراحی جدید برای کشف دستورالعمل‌ها و راهکارهای جدید برای ساخت ترانزیستورها و استفاده از آنها برای ساخت شناساگرهای نوری، تعدیل‌کننده‌های نوری، موج‌برها، فیلترهای نوری هستید.»
نتایج این تحقیق که یک تراشه جدید را معرفی می‌کند در مجله Nature چاپ شده است.
در تست‌ها محققان متوجه شدند که عملکرد ترانزیستورهای آنها از عملکرد تمام ابزارهای محاسباتی الکترونیکی ساخته شده با وسایل و امکانات مشابه، بهتر است.
تراشه‌های کامپیوتری به طور پیوسته اطلاعات را انتقال داده و دریافت می‌کنند. تراشه‌های امروزی دارای سرعت و عملکرد محدودی هستند. افزایش پهنای باند ارتباطات الکتریکی بین قطعات مختلف و حافظه نیازمند انرژی بیشتری است که سبب افزایش دمای عملکردی تراشه تا دماهای بسیار بالا می‌شود.
ارتباطات نوری در مقایسه با ارتباطات الکتریکی از لحاظ انرژی بسیار کارامدتر هستند و برخلاف ارتباطات الکتریکی، نیاز آنها به انرژی با افزایش فاصله، به صورت قابل ملاحظه‌ای افزایش نمی‌یابد. بنابراین ارتباطات نوری می‌توانند پردازنده‌هایی را که در فاصله چندمتری ( بجای فواصل میکرومتری) از همدیگر قرار دارند، به همدیگر متصل کنند.
این تراشه توسط GlobalFoundries ساخته شده است. GlobalFoundries یک شرکت سازنده نیمه‌هادی است که لایه‌های سیلکونی را با لایه‌های شیشه عایق می‌کند. محققان موج‌برهای ( اجزای نوری که نور را هدایت می‌کنند) خود را بر روی لایه شیشه‌ای قرار گرفته بر روی سیلکون ساختند و در ادامه سیلیکون زیر آنها را با فرایند اچینگ حذف کردند. تفاوت در ضریب شکست نور بین سیلکون و شیشه به عبور نور از موج‌برها کمک می‌کند.
یکی از مشکلات استفاده از فرآیند‌های ساخت ترانزیستورها برای تولید ابزارهای نوری این است که اجزای ترانزیستور تمایل به هدایت الکتریسیته دارند و از طرفی رسانایی نیازمند حامل‌های بار آزاد است که تمایل به جذب ذرات نور دارند که در نهایت منجر به محدود کردن انتقال نوری می‌شوند.
در یک تراشه اپتوالکترونیکی در برخی نقاط سیگنال‌های نوری به الکتریسیته تبدیل می‌شوند. همچنین تماس نور با فلز سبب مزاحمت و مداخله در انتقال اطلاعات از طریق نوری می‌شود. پژوهشگران راهی برای قرار دادن فلز درون حلقه داخلی یک ابزار نوری پیراشکی شکل که حلقه تشدیدگر نامیده می‌شود، پیدا کردند. در این شیوه، فلز با نور که از اطراف حلقه خارجی تشدیدگر عبور می‌کند، برهمکنشی ندارد، اما هنگامی که به آن ولتاژ اعمال می‌شود، یا سبب بهبود خصوصیات نوری تشدیگر می‌شود یا اینکه تغییرات در یک سیگنال نوری حامل اطلاعات را ثبت می‌کنند.
در این تراشه جدید، محققان نشان دادند که آشکارسازهای نوری ساخته شده با این حلقه‌های تشدیدگر خیلی حساس هستند و برای انتقال یک بیت اطلاعات به میزان یک‌دهم دیگر تراشه‌های الکترونیکی نیاز به انرژی دارند.
