MForum.ru
10.03.2026,
Исследователи Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали технологию фотонных чипов с низкими потерями при передаче света в диапазоне от видимого спектра до телекоммуникационных длин волн. Работа опубликована в журнале Nature.
Ключевой показатель - потери света в новом фотонном чипе составляют менее 0,1 дБ/м в широком диапазоне длин волн: от 458 нм (синий спектр) до 1550 нм (телекоммуникационный диапазон). Этот результат сопоставим с показателями стандартного телекоммуникационного оптоволокна. В кольцевых резонаторах, изготовленных по новой технологии, достигнута оптическая добротность более 180 млн на всех измеренных длинах волн.
Как этого добились
Достижение стало возможным благодаря применению CMOS-совместимого процесса производства на основе германосиликата (легированного германием кварцевого стекла) того же материала, который используется для сердцевины оптоволоконных кабелей.
Ученые адаптировали стандартный литографический процесс для формирования наноразмерных волноводов на поверхности 8- и 12-дюймовых кремниевых пластин. Волноводы выполнены в форме спиралей, что позволяет свету проходить большой оптический путь на малой площади кристалла.
Благодаря сравнительно низкой температуре плавления германосиликата, исследователи применяют процесс «reflow» (оплавление) в печи, за счет чего поверхность волноводов сглаживается до неровностей атомарного уровня. Это подавляет рассеяние, характерное для "традиционных" схем кремниевой фотоники.
Основные преимущества
Технология совместима с действующими CMOS-линиями и не требует высокотемпературного отжига (как нитрид кремния, которому для отжига требуются температуры >1000°C), что позволяет интегрировать фотонные схемы и традиционную микроэлектронику (back-end-of-line).
Работа в диапазоне от синего до телекоммуникационных длин волн расширяет возможности применения, включая атомные операции для оптических часов и сенсоров.
На видимых длинах волн новая платформа превосходит нитрид кремния в 20 раз, заявляют ученые.
Не только теория
Исследователи создали несколько рабочих устройств на новой платформе:
Устройство размером в несколько миллиметров преобразует недорогие многомодовые диодные лазеры в узкополосные лазеры с шириной линии 10 Гц. Достигнуто более чем 100-кратное (20 dB) увеличение когерентности по сравнению с предыдущими результатами в синем, зеленом и красном диапазонах. Также созданы дисперсионно-инженерные солитонные микрогребенки и лазеры Бриллюэна, усиленные одновременным оптическим и акустическим ограничением.
Что еще обещает сделать возможным новая технология
Исследователи продолжают совершенствовать технологию, планируя дальнейшее снижение потерь и интеграцию активных компонентов (лазеров, усилителей, электрооптических устройств) непосредственно на чип для создания полных фотонных систем для портативных часов, квантовых технологий и сенсорных применений. В числе поддерживающих разработку организаций - DARPA и ВВС США.
--
теги: микроэлектроника горизонты технологий кремниевая фотоника германосиликат наука научные разработки
--
Публикации по теме:
31.07.2026. В МФТИ разработали технологию, которая позволит работать с двумерными материалами типа дисульфида молибдена
26.06.2026. IBM представила технологию, обещающую плотность размещения узлов от 7А
11.06.2026. В Южной Корее экспериментируют с комбинацией оксида цинка ZnO и теллура Te
03.06.2026. Ученые из Японии и США разработали кремниевый спинтронный p-бит
08.05.2026. Кремниевые осцилляторы вместо кубитов - корейский путь к сверхбыстрым вычислениям
28.04.2026. Samsung представила кристалл DRAM, созданный по техпроцессу менее 10-нм
26.04.2026. Imec интегрировал модуляторы из ниобата и танталата лития на платформу кремниевой фотоники
13.04.2026. Инженеры USC создали чип памяти, работающий при температуре 700 °C
24.03.2026. Норвежский стартап Lace Lithography привлек $40 млн на литографию с атомарным разрешением
19.03.2026. Южнокорейские ученые подтвердили возможность длительной работы ИИ-чипов в условиях космической радиации
16.03.2026. Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов
12.03.2026. UMC и HyperLight объединили усилия для массового производства чиплетов на основе TFLN
12.03.2026. IBM и Lam Research объединяют усилия для разработки логики суб-1 нм
04.03.2026. Nvidia готовит процессор для инференса на базе технологий Groq, OpenAI станет якорным клиентом
03.03.2026. В Сибири изучают возможности создания элементов памяти на квантовых точках
27.02.2026. В Пекинском университете создали лабораторный прототип транзистора FeFET с графеновым затвором длиной 1нм
24.02.2026. ASML добилась удвоения мощности источника света в EUV-машинах
11.11. МегаФон и МТС объявляют совместную позицию по вопросам текущего взаимодействия с банками
11.11. Российские корпоративные клиенты всё охотнее рекомендуют отечественную технику
11.11. Microsoft давит на администрацию президента США, выступая против запрета импорта чипов из Китая
11.11. МТС включила сеть LTE на склонах горнолыжного комплекса «Снегорка»
10.11. Странная сделка в Японии – Mitsui Chemical покупает бизнес JSR
10.11. Infineon больше не может расширять мощности по производству чипов без «форвардных контрактов»
10.11. Билайн обеспечил мобильную связь на речном маршруте в Москве
10.11. Эйфелева башня и центральный парк Волгограда получили обновленную сеть МТС
10.11. МегаФон четвёртый год подряд стал «платиновым» работодателем
10.11. МТС улучшила покрытие в Ворсме Нижегородской области
09.11. Nexperia подала иск в Нидерландах против своего китайского владельца Wingtech и основателя компании
09.11. В Москве почти 9 тысяч наземных опор связи. Почему город в нижней десятке рейтинга TelecomSpot?
09.11. eSIM от Билайна - мобильный интернет в 164 странах
09.11. В Индии готовят регуляторику для массовой D2D сотово-спутниковой связи
11.11. Утечка раскрыла ёмкость батарей и общие черты iPhone 18 и 18e
11.11. OnePlus 17 может войти в число широкоэкранных флагманов 2027 года
11.11. В сети появились макеты iPhone Air 2 и iPhone 18
10.11. Oppo Pad Air6 с 12.1" экраном 120 Гц и Dimensity 7360 Super представлен официально
10.11. Bixby в One UI 9.5 получит автоматические задачи
10.11. Vivo работает над серийным АКБ ёмкостью 11 970 мАч
09.11. Серия Huawei Nova 17 получит 200-МП камеру и новые дисплеи
09.11. Realme 17 Pro – утечка указывает на батарею емкостью 10 000 мАч и Dimensity 7300
09.11. Утечка о Xiaomi 18 подтверждает 100-ваттную зарядку
06.11. Motorola представила Moto Watch 2 Fit и Moto Buds 2 Ultra
06.11. Motorola Signature 27 с АКБ 7000 мАч и 200-МП перископом представлен официально
05.11. Honor готовит смартфон с батареей 14 000–15 000 мАч
05.11. Утечка показывает дизайн в стиле Pixel 11 Pro Fold
05.11. Утечка о Samsung Galaxy A38 раскрыла батарею 6000 мАч
04.11. Утечка раскрыла характеристики и сроки выхода iPhone 18, 18e и Air 2
04.11. Утечка о Redmi Turbo 6 Max указывает на 7-дюймовый 2K-экран частотой 185 Гц
04.11. Vivo Y32 5G – АКБ 8000 мАч, Snapdragon 4 Gen 2 и защита IP69
04.11. OnePlus Turbo 6Vs представлен в Китае – тот же Turbo 6V в новом цвете
03.11. Redmi M100 Pro с Dimensity 7300-Ultra и тройной камерой представлен в Китае
03.11. Rogbid Model R5 – смарт-часы на полноценном Android с SIM-картой за $129.99