Микроэлектроника: Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов

MForum.ru

Микроэлектроника: Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов

16.03.2026, MForum.ru

Проблема сопряжения фотонных чипов с внешним миром долгое время оставалась ключевым барьером на пути развития оптических технологий. В традиционных волноводах свет жестко удерживается внутри сердцевины, что затрудняет его эффективное взаимодействие с активными устройствами, расположенными на поверхности чипа, или направленный вывод в свободное пространство. Две недавние разработки обещают кардинально изменить ситуацию.


Эванесцентный подход: 2D ультратонкие волноводы

В сентябре 2025 года группа исследователей предложила принципиально новую платформу, основанную на использовании двумерных ультратонких волноводов. Ключевая идея заключается в том, чтобы максимально уменьшить толщину волноводного слоя, вынуждая свет распространяться преимущественно вне материала.

В основе разработки лежит следующая физическая особенность нашего мира - когда толщина волновода становится значительно меньше длины волны света (nd/λ ≪ 1), оптическая мода перераспределяется, и более 99,9% энергии начинает распространяться в виде эванесцентного (затухающего) поля вокруг волновода.

Для демонстрации использовался волновод из монослоя дисульфида молибдена (MoS₂) толщиной всего 0,6 нм, заключенный в эластомерную оболочку. Благодаря атомарно гладкой поверхности, лишенной оборванных связей, на такой волновод можно напрямую переносить активные элементы.

Чтобы подтвердить работоспособность подхода, на волновод из MoS₂ напрямую интегрировали фотодетектор из диселенида вольфрама (WSe₂). Результаты впечатляют:

  • Чувствительность: нановаттный уровень (единицы нановатт)
  • Время отклика: микросекундный диапазон
  • Селективность: поляризационная чувствительность 0,94

Подробнее об этом можно почитать в Nature.

 

Активный вывод света: микроскопические «трамплины»

В марте 2026 года команда MIT представила иной подход к бесшовному интерфейсу — на этот раз для направленного вывода света с чипа в свободное пространство. Для этого были созданы двуcлойные структуры из нитрида кремния и нитрида алюминия. При охлаждении после высокотемпературного производства разные коэффициенты теплового расширения заставляют структуру изгибаться вверх, формируя микроскопические «трамплины» (авторы называют их ski jumps). Подробнее - в источнике - Photonics Spectra

 

Новый класс фотонных чипов представляет собой массивы микроскопических структур, которые изгибаются вверх, напоминая крошечные светящиеся трамплины для прыжков на лыжах. Исследователи могут точно контролировать излучение света тысячами таких структур одновременно. Фото предоставлено Массачусетским технологическим институтом.

 Источник: MIT

 

Может ли такая структура давать стабильную картинку - исследователи утверждают, что могут: «Эта система настолько стабильна, что нам даже не нужно корректировать ошибки. Паттерн остается идеально неподвижным сам по себе» — комментирует Генри Вэнь, соавтор исследования. Каждый «трамплин» соединен с волноводами, подводящими свет, а серия модуляторов позволяет независимо управлять тысячами таких излучателей одновременно.

Достигнутая плотность пикселей приближается к физическому пределу: 30 000 пикселей можно разместить на площади, которую в современных дисплеях смартфонов занимают всего два пикселя.

 

Перспективы

Эванесцентная платформа позволяет интегрировать любые активные устройства (лазеры, модуляторы, нелинейные элементы) на единой фотонной плате; создавать компактные и чувствительные сенсоры.

Система с «трамплинами» обещает cверхвысокое разрешение дисплеев (вплоть до полного исчезновения пиксельной структуры (сетки) в AR/VR-очках); масштабирование квантовых систем; создавать миниатюрные лидары для микророботов, вести высокоскоростную 3D-печать с параллельным управлением лучами. В общем, становятся возможными технологии, которые мы обычно наблюдаем в современных научно-фантастических фильмах.

Обе рассмотренные технологии представляют разные, но взаимодополняющие аспекты «бесшовного интерфейса»: эванесцентная платформа идеально решает задачу интеграции пассивных и активных компонентов на самом чипе, тогда как «трамплины» обеспечивают эффективный и масштабируемый вывод света с чипа в окружающее пространство. Вместе они формируют полную экосистему для будущих фотонных вычислений, коммуникаций и сенсорики.

--

подключайтесь к каналу Чипы и чиплеты на VK

--

теги: микроэлектроника горизонты технологий

--

© Алексей Бойко, MForum.ru


Публикации по теме:

12.03. UMC и HyperLight объединили усилия для массового производства чиплетов на основе TFLN

12.03. IBM и Lam Research объединяют усилия для разработки логики суб-1 нм

10.03. Потери света в фотонных чипах приближены к показателям оптоволокна

07.03. В Новосибирске разработали устройство, позволяющее исследовать оптические свойства материалов для микроэлектроники терагерцевых частот

04.03. Nvidia готовит процессор для инференса на базе технологий Groq, OpenAI станет якорным клиентом

03.03. В Сибири изучают возможности создания элементов памяти на квантовых точках

27.02. В Пекинском университете создали лабораторный прототип транзистора FeFET с графеновым затвором длиной 1нм

24.02. ASML добилась удвоения мощности источника света в EUV-машинах

24.02. В 2026 году в России может появиться фотолитограф нового поколения?

17.02. В Европе разработали новый класс полупроводников на базе GeSn

09.02. Интерфейс «мозг-компьютер» (ИМК) и влияние этого сегмента на рынок микроэлектроники

11.01. Учёные МФТИ открыли путь к лазерам на алмазах

01.01. Орбитальное производство полупроводников – британская Space Forge получила плазму в условиях автономного коммерческого спутника

07.11. Ученые создали метод сборки 2D-полупроводников с контролем на атомарном уровне

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

В форуме нет сообщений.

Новое сообщение:
Complete in 0 ms, lookup=0 ms, find=0 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:


Колонка редактора

15.05. Специалисты по ИБ без опыта работы не нужны почти никому

15.05. Ericsson предупреждает операторов - они упускают возможности, связанные с 5G и ИИ

15.05. Рынок SiC и GaN в Китае демонстрирует интересные тренды

15.05. Прогноз развития телекоммуникационной отрасли России дадут на ЦИПР-2026

15.05. В NASA тестируют процессор нового поколения для использования в условиях космоса

15.05. МегаФон в Хабаровском крае – оператор провел рефарминг частот в сёлах с большим потреблением голосовых услуг

15.05. МТС обеспечила покрытием LTE станцию «Спортивная» в метро Новосибирска

15.05. Билайн в Пермском крае - 4G улучшен в 13 населенных пунктах к дачному сезону

14.05. Монокристалл - в шаге от банкротства?

14.05. Услуги D2D - консолидация вместо конкуренции? В США

14.05. Мировой рынок RAN в 1q2026 остался стабильным пятый квартал подряд

14.05. «Группа Астра» запустила облако Astra Cloud на российских процессорах Baikal-S от «Байкал Электроникс»

14.05. Ускорители ИИ Nvidia в рамках конфликта США и Китая

14.05. В России работают над проектом рентгеновского фотолитографа

14.05. Виктория Морозова назначена директором по маркетингу МТС Web Services

Все статьи >>


Новости

16.05. Xiaomi 17 Max – 8000 мАч, 200 МП Leica, 6.9" Super Pixel — анонсируют 21 мая

15.05. Представлен Moto Tag 2 с 600 днями работы, UWB и Google Find Hub

15.05. Xiaomi тизерит Band 10 Pro и наушники-клипсы

14.05. Oppo может получить улучшенную квадратную фронталку разрешением 100 МП

14.05. Vivo Y60 – бюджетник с экраном 120 Гц и АКБ 6500 мАч

13.05. Nubia GT Buds – прозрачный дизайн, RGB-подсветка и ANC за $39

13.05. Samsung запускает One UI 9 Beta на базе Android 17, ещё до анонса ОС от Google

13.05. Honor Pad 20 с дисплеем 12.1" 3K, Snapdragon 7 Gen 3 и АКБ 10 100 мАч показали на тизерах

11.05. Huawei Watch Fit 5 и Watch Fit 5 Pro выходят на глобальный рынок

11.05. Acer Iconia iM11 5G – Dimensity 7050, 5G и 7400 мАч за $249

08.05. OnePlus Nord CE6 Lite с 7000 мАч, 144 Гц LCD и Dimensity 7400 Apex представлен официально

08.05. OnePlus Nord CE6 с АКБ 8000 мАч, AMOLED-экраном 144 Гц и Snapdragon 7s Gen 4 представлен официально

07.05. Honor Play 11 Plus – 7000 мАч, 120 Гц AMOLED и Dimensity 6500 Elite за $320

07.05. Honor Play 70C – Helio G81 Ultra, 5300 мАч и Android 15 за $90

06.05. Honor Play 80 Plus – 7500 мАч, Snapdragon 4 Gen 4 и AI-кнопка за $249

06.05. Samsung Galaxy S27 Ultra получит переменную диафрагму в основной камере?

06.05. Samsung Galaxy A27 – круглый вырез камеры, Snapdragon 6 Gen 3 и 12 МП фронталка

05.05. Xiaomi Smart Band 10 Pro – 1.74" AMOLED, алюминиевый корпус и 21 день работы

05.05. iQOO 15T – 200 МП камера, 8000 мАч, 100 Вт и Dimensity 9500

05.05. Lenovo Legion Y70 (2026) – 2K-экран, 8000 мАч и SD 8 Gen 5