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

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

В форуме нет сообщений.

Новое сообщение:
Complete in 1 ms, lookup=0 ms, find=1 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:


Колонка редактора

16.03. STMicroelectronics в четыре раза увеличит выпуск кремниевой фотоники для ИИ-датацентров

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

16.03. Билайн в Курганской области - сеть 4G укреплена в жилых и промышленных районах

16.03. Сканирующий микроспектрометр LS RamBo 620 получил подтверждение российскости

16.03. Компания Yadro собрала участников ИТ-рынка на первую в 2026 году встречу TAB

16.03. МегаФон в Татарстане – назначен новый директор

16.03. МТС в Воронежской области – домашний интернет ускорен в пять раз

16.03. В Подмосковье тоже готовы отключать мобильную связь и мобильный доступ к интернету

16.03. В Смоленской области ограничили работу мобильного интернета

15.03. Илон Маск заявил о планах запуска Tesla Terafab - гигантской фабрике по производству ИИ-чипов

15.03. SK hynix представила первый в мире 1c LPDDR6: скорость +33%, энергопотребление -20%

15.03. Китайская Lisuan выпустила 6-нм игровой GPU - конкурент RTX 4060 с полностью самостоятельной архитектурой

15.03. МегаФон в Вологодской области - сеть LTE запущена в селе Устье

15.03. МТС в Тамбовской области - домашний интернет запущен еще для пяти тысяч жителей

15.03. Ericsson и партнеры разрабатывают промышленные решения на базе 6G

Все статьи >>


Новости

16.03. Представлен Lava Bold 2 5G с плоским экраном, чистым Android и демократичной ценой

16.03. Раскрыты характеристики Oppo Pad 5 Pro – мощный планшет с батареей 13 000 мАч

16.03. Nubia набирает тестировщиков OpenClaw AI на Z80 Ultra

13.03. Представлен Motorola Edge 70 Fusion+ с улучшенной камерой

13.03. Energizer P30K Apex, смартфон с батареей 30 000 мАч, ожидается в июне

12.03. Honor 600 Lite – металл, AMOLED и батарея на 6520 мАч за €300

12.03. В Китае стартовали продажи Honor Magic V6 с рекордной батареей

12.03. OPPO K14x 5G – новая базовая версия за 12 999 рупий

11.03. Vivo V70 FE – 200 мегапикселей и 7000 мАч

11.03. Realme Note 80 – ультрабюджетник с батареей на 6300 мАч

11.03. Poco C85x - емкая батарея за 120 долларов

10.03. Представлен Vivo Y37+ с батареей на 6000 мАч

10.03. Realme C83 5G – крепкий бюджетник с батареей на 7000 мАч

09.03. Oppo представит новый складной смартфон OPPO Find N6 с "невидимой складкой" экрана

09.03. Honor MagicPad 4 – самый тонкий в мире планшет добрался до Европы

09.03. itel Zeno 100 – смартфон за 70 долларов с военным стандартом MIL-STD-810H

09.03. TCL показала первый AMOLED NxtPaper

06.03. Realme Narzo Power – гигантская батарея под новым именем

06.03. Nothing Headphone (a) обеспечат до 135 часов работы

05.03. Nothing Phone (4a) и (4a) Pro получил новые огни, старый чип и перископ