指甲大小的光子晶片 是半導體未來式
編譯／高晟鈞
電子晶片的發展已經過了六十餘年，產業相對較為成熟，但這同時也意味著這項技術將逐漸觸摸到他的發展上限。目前的集成電路主要以硅為基礎材料，當製程降低至7奈米以下時，極易出現問題。即使目前台積電仍致力於2或3奈米電子晶片的技術開發，但業內人士普遍認為，這種集成電路將在2030年達到它的物理極限，到時我們將需要發展新結構與材料。
光子學，是一個新興領域，利用光粒子來存儲或傳輸信息。這項技術可以支持創造更好、更快、持續性更高的信息存儲效果。其中光子晶片，是一項重要的發展課題。
可編成光子集成電路（PIC）在單個晶片內提供多種信號處理功能，並為光通信到人工智能提供各種不同應用，從下載電影到衛星運行，光子學正改變我們的生活，將大型設備的處理能力縮小在一指甲大小的光子晶片上。
蒙納許大學、皇家墨爾本理工大學和阿德萊德大學領導的研究開發了世界上第一個自校準光子晶片，一個只有指甲大小的光子集成電路。
隨著PIC領域規模的擴展與複雜化，它們的校準變得愈來愈有挑戰性。以前，晶片是通過連接到複雜且昂貴的外部設備來進行校準與測量，但這種連接會受到溫度與震動變化，導致誤差產生。
蒙納許大學研究團隊，透過在晶片上添加一條通用路徑，可以穩定並準確地測量相位、時間延遲和晶片損耗。透過一種名為分數延遲方法，研究團隊可以從眾多信息中篩選出有用的訊息，從而實現更精確的應用與校準。
這項技術衍伸於一項2020年所開發出的一新型光學微晶片的技術補充，該晶片每秒可以傳輸30 terabits（兆位元），大約是整個國家網路數據紀錄的3倍之多。
下一階段，研究團隊將探索光子晶片如何透過使用不同波長實現更快的信息處理與在人工智能領域中的應用。
資料來源:TechXplore
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