Des chercheurs du Nano Institute de l’Université de Sydney ont créé une puce de silicium semi-conductrice intégrée qui intègre l’électronique à des composants optiques ou photoniques. La nouvelle technologie augmente considérablement la bande passante des radiofréquences (RF) et la capacité de contrôler avec précision les informations circulant à travers l’unité.
La bande passante étendue signifie que davantage d’informations peuvent circuler à travers la puce, et l’inclusion de la photonique permet des contrôles de filtrage avancés, créant ainsi un nouveau dispositif semi-conducteur polyvalent.
Les chercheurs s’attendent à ce que la puce ait des applications dans les radars avancés, les systèmes satellitaires, les réseaux sans fil, le déploiement des communications 6G et 7G, et ouvrira également la porte à une fabrication souveraine avancée. Cela pourrait également contribuer à créer des usines de haute technologie à valeur ajoutée dans des endroits comme la zone Aerotropolis, à l’ouest de Sydney.
La puce est conçue à l’aide d’une technologie émergente en photonique sur silicium qui permet l’intégration de divers systèmes sur des semi-conducteurs de moins de 5 mm de large. Le professeur Ben Eagleton, vice-chancelier (Recherche), qui dirige l’équipe de recherche, a comparé cela à l’assemblage de blocs de construction Lego, où de nouveaux matériaux sont combinés grâce à un emballage avancé de composants, à l’aide de « puces » électroniques.
La recherche pour cette invention a été publiée dans Communications naturelles.
La fabrication de cette méthode unique d’intégration de matériaux hétérogènes a pris 10 ans, a déclaré le Dr Alvaro Casas Bedoya, directeur associé de l’intégration photonique à l’École de physique, qui a dirigé la conception de la puce.
« L’utilisation combinée de fonderies de semi-conducteurs étrangères pour fabriquer la plaquette centrale avec des infrastructures de recherche et de fabrication locales a été vitale dans le développement de ce circuit intégré photonique. » il a dit.
« Cette architecture signifie que l’Australie peut développer sa propre fabrication de puces souveraines sans compter exclusivement sur des fonderies internationales pour le processus à valeur ajoutée. »
Le professeur Eagleton a souligné que la plupart des éléments figurant sur la liste des technologies importantes pour l’intérêt national du gouvernement fédéral sont basés sur les semi-conducteurs.
Il a déclaré que l’invention signifiait que les travaux de Sydney Nano s’intégraient bien à des initiatives telles que le Semiconductor Sector Service Bureau (S3B), parrainé par le gouvernement de Nouvelle-Galles du Sud, qui vise à développer l’écosystème local des semi-conducteurs.
M. Nadia Court, directrice de S3B, a déclaré : « Ce travail est conforme à notre mission consistant à faire progresser la technologie des semi-conducteurs, qui est très prometteuse pour l’avenir de l’innovation des semi-conducteurs en Australie. Le résultat renforce la force locale en matière de recherche et de conception à une époque charnière où l’attention mondiale et les investissements dans le secteur augmentent. « .
Le circuit intégré a été conçu en collaboration avec des scientifiques de l’Université nationale australienne, dans la salle blanche du Centre de recherche fondamentale du Centre pour les nanosciences de l’Université de Sydney, un bâtiment spécialement construit à cet effet pour 150 millions de dollars et contenant des installations avancées de lithographie et de dépôt.
Le circuit optique de la puce signifie un appareil doté d’une bande passante impressionnante de 15 GHz de fréquences accordables avec une résolution spectrale de seulement 37 MHz, soit moins d’un quart de pour cent de la bande passante totale.
Le professeur Eagleton a déclaré : « Dirigée par l’impressionnant doctorant Matthew Garrett, cette invention constitue une avancée majeure dans la recherche en photonique micro-ondes et en photonique intégrée.
« Les filtres optiques 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 consistant à intégrer des fonctionnalités avancées dans les puces semi-conductrices, en particulier l’intégration hétérogène de verres de chalcogénure avec du silicium, a le potentiel de remodeler le paysage national des semi-conducteurs. »
Le co-auteur et chercheur, le Dr Moritz Merkelen, a déclaré : « Ce travail ouvre la voie à une nouvelle génération de filtres RF optiques compacts à haute résolution avec accordabilité de fréquence à large bande, qui sont particulièrement utiles dans les charges utiles de communications radio aéroportées et spatiales, ouvrant la voie à des capacités de communication et de détection améliorées. »
source: https://www.sydney.edu.au/nano/