Ilmuwan Ciptakan Chip Semikonduktor Berbasis Cahaya, Punya Banyak Manfaat di Masa Depan

SYDNEY - Ilmuwan University of Sidney telah membuat sebuah prototipe chip komunikasi dengan menggabungkan komponen fotonik dan elektronik. Prototipe chip komunikasi ini secara efektif dapat mengakses bandwidth frekuensi radio yang cukup tinggi untuk berbagai penggunaan, termasuk radar canggih serta 6G dan 7G.

Arsitektur chip pertama dari jenisnya yang menggunakan komponen berbasis elektronik dan cahaya dapat membuka jalan bagi teknologi 6G . Penelitian ini dipublikasikan pada 20 November di Nature Communications.

Penemuan ini menawarkan cetak biru untuk chip komunikasi yang dibutuhkan untuk radar canggih, sistem satelit, jaringan nirkabel canggih (Wi-Fi), dan bahkan teknologi seluler 6G dan 7G generasi mendatang.



Dengan mengintegrasikan komponen berbasis cahaya, atau fotonik, ke dalam papan sirkuit berbasis elektronik konvensional, para peneliti secara dramatis meningkatkan bandwidth frekuensi radio (RF), sekaligus menunjukkan peningkatan akurasi sinyal pada frekuensi tinggi.

Mereka membuat prototipe chip semikonduktor jaringan yang berfungsi, berukuran 0,2 kali 0,2 inci. Mereka mengambil wafer silikon dan memasang komponen elektronik dan fotonik - dalam bentuk "chiplet" - seperti batu bata Lego.

Yang terpenting, mereka juga meningkatkan cara chip menyaring informasi. Transceiver nirkabel mengirimkan data, dan filter gelombang mikro yang terpasang pada chip konvensional memblokir sinyal pada rentang frekuensi yang salah.

Filter fotonik gelombang mikro melakukan fungsi yang sama untuk sinyal berbasis cahaya. Namun, sangat menantang untuk menggabungkan komponen fotonik dan elektronik, serta filter fotonik gelombang mikro yang efektif, dalam satu chip.



Tetapi dengan menyetel secara tepat pada frekuensi tertentu pada pita yang lebih tinggi, yang cenderung ramai, lebih banyak informasi dapat mengalir melalui chip secara lebih akurat. Hal ini penting untuk teknologi nirkabel masa depan yang akan mengandalkan frekuensi yang lebih tinggi.

Frekuensi ini memiliki panjang gelombang yang lebih pendek, dan karena itu dapat membawa lebih banyak energi, yang setara dengan bandwidth yang lebih tinggi untuk data. “Filter fotonik gelombang mikro memainkan peran penting dalam komunikasi modern dan aplikasi radar,” kata Ben Eggleton, wakil rektor (penelitian) di University of Sydney dikutip SINDOnews dari laman Live Science, Senin (18/12/2023).

Frekuensi yang lebih tinggi memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi karena kapasitas energi yang lebih besar dari panjang gelombang yang lebih pendek, tetapi ada kemungkinan lebih tinggi dari gangguan dan halangan. Ini karena panjang gelombang yang lebih pendek sulit untuk menembus permukaan dan objek yang lebih besar, juga mengurangi jangkauan sinyal.

“Ini menawarkan fleksibilitas untuk menyaring frekuensi yang berbeda secara tepat, mengurangi gangguan elektromagnetik dan meningkatkan kualitas sinyal,” kata Eggleton. Di sinilah kemajuan dalam arsitektur chip berperan - dengan fotonik memainkan peran kunci dalam chip semikonduktor jaringan yang akan digunakan untuk menyalakan perangkat 6G.