L'Université de Sydney développe une architecture de puce optoélectronique « de type Lego »

Récemment, des chercheurs du Nano Institute (USNI) de l'Université de Sydney ont inventé une puce semi-conductrice compacte en silicium, qui sera composée de composants électroniques et de composants photoniques intégrés. Cette nouvelle technologie étend considérablement la bande passante des fréquences radio et améliore la capacité de contrôler avec précision les informations circulant dans l’appareil.
La bande passante étendue signifie que davantage d'informations peuvent circuler à travers la puce et inclut la photonique pour un contrôle avancé des filtres, créant ainsi de nouveaux dispositifs semi-conducteurs polyvalents.
Les chercheurs prévoient que la puce sera utilisée dans le déploiement de radars avancés, de systèmes satellitaires, de réseaux sans fil et de télécommunications 6G et 7G, et ouvre la porte à une fabrication autonome avancée. Cela pourrait également aider à établir des usines de haute technologie à valeur ajoutée dans des endroits tels que l'Aerotropolis de l'ouest de Sydney.
La puce utilise une technologie photonique sur silicium émergente qui peut intégrer plusieurs systèmes sur des semi-conducteurs de moins de 5 millimètres de large. Le vice-chancelier Ben Eggleton, qui a dirigé l'équipe de recherche, a comparé cela à l'assemblage de Legos, utilisant de petites puces électroniques pour intégrer de nouveaux matériaux grâce à un emballage de composants avancé.
La recherche sur l'invention a été publiée dans Nature Communications.
Le Dr Alvaro Casas Bedoya, directeur associé de l'intégration photonique à l'École de physique, qui a dirigé la conception de la puce, a déclaré que cette approche unique de l'intégration de matériaux hétérogènes était en préparation depuis 10 ans.
Le recours à des fonderies de semi-conducteurs étrangères pour fabriquer les tranches de puces de base, associé à une infrastructure de recherche et de fabrication locale, a été essentiel au développement de tels circuits intégrés photoniques », a-t-il déclaré. Cette architecture signifie que l'Australie peut développer sa propre fabrication de puces en interne. sans avoir à compter entièrement sur des fonderies internationales pour des processus à valeur ajoutée. »
Le professeur Eggleton a souligné que la plupart des éléments figurant sur la liste des technologies clés d'intérêt national du gouvernement australien reposent sur les semi-conducteurs. Il a affirmé que l'invention signifie que le travail de Sydney Nano s'intègre bien dans des initiatives telles que le Bureau des services du secteur des semi-conducteurs (S3B) parrainé par le gouvernement de Nouvelle-Galles du Sud en Australie, qui vise à développer l'écosystème local des semi-conducteurs.
Le Dr Nadia Court, directrice de S3B, a commenté : « Ce travail est conforme à notre mission de faire progresser la technologie des semi-conducteurs et est très prometteur pour l'avenir de l'innovation des semi-conducteurs en Australie. Ce résultat renforce les atouts locaux en matière de recherche et de conception à un moment critique. d'intérêt et d'investissements mondiaux accrus dans le secteur.
Le circuit intégré a été conçu en collaboration avec des scientifiques de l'Université nationale australienne et construit dans une salle blanche du centre de recherche principal du Centre pour les nanosciences de l'Université de Sydney, un bâtiment spécialement construit pour 150 millions de dollars australiens (100 millions de dollars américains / 92 millions d'euros). bâtiment doté d'équipements avancés de lithographie et de dépôt.
Les circuits photoniques de la puce, qui seront utilisés pour créer un dispositif avec une fréquence accordable avec une bande passante de 15 gigahertz, avec une résolution spectrale descendant à seulement 37 MHz, soit moins d'un quart de la bande passante totale, a déclaré le professeur Eggleton : " Dirigée par notre doctorant Matthew Garrett, cette invention constitue une avancée significative dans la recherche en photonique micro-ondes et en photonique intégrée.
« Les filtres photoniques hyperfréquences jouent un rôle essentiel dans les applications modernes de communication et de radar, offrant la flexibilité nécessaire pour filtrer avec précision différentes fréquences, réduisant ainsi les interférences électromagnétiques et améliorant la qualité du signal. Notre approche innovante pour intégrer des fonctionnalités avancées dans les puces semi-conductrices, en particulier l'intégration hétérogène du soufre- à base de verre avec du silicium, a le potentiel de remodeler le paysage local des semi-conducteurs.
Le co-auteur et chercheur principal, le Dr Moritz Merklein, a déclaré : « Ces travaux ouvrent la voie à une nouvelle génération de filtres photoniques RF compacts et haute résolution avec une accordabilité de fréquence à large bande, ce qui est particulièrement bénéfique pour les charges utiles de communication RF aéroportées et spatiales, ouvrant possibilités d'amélioration des capacités de communication et de détection.