Në vitin 1965, Gordon Moore, bashkëthemelues i Intel, propozoi ligjin e Moore, duke parashikuar se dendësia e transistorëve në patate të skuqura do të dyfishohej çdo 18 deri në 24 muaj.Sidoqoftë, pas dekadave të zhvillimit, patate të skuqura elektronike me bazë silikoni po i afrohen kufijve teorikë fizikë të aftësive të tyre.
Shfaqja e çipave fotonikë shihet si një mënyrë kryesore për të shkelur kufizimet e ligjit të Moore.
Kohët e fundit, një ekip i udhëhequr nga profesori i asociuar Wang Cheng i Universitetit të Qytetit të Hong Kongut, në bashkëpunim me studiues të Universitetit Kinez të Hong Kongut, zhvilloi një çip fotonik me mikrovalë duke përdorur Lithium Niobate si një platformë.Ky CHIP përpunon sinjalizon më shpejt dhe konsumon më pak energji, duke përdorur optikë për përpunimin dhe llogaritjen e sinjalit elektronik analog ultra të shpejtë.
Hulumtimi u botua në "Natyra" në 29 shkurt.Raportohet se çipat fotonikë të integruar të mikrovalës litium niobate nuk janë vetëm 1000 herë më të shpejtë se përpunuesit elektronikë tradicionalë, por gjithashtu kanë një gjerësi bande të përpunimit super të gjerë dhe saktësi llogaritëse jashtëzakonisht të lartë, me konsum më të ulët të energjisë.
Koncepti i çipave fotonikë nuk është më i panjohur, dhe teknologjitë e reja në fushën e çipave fotonikë po shfaqen shpesh.Për shembull, në dhjetor 2022, një ekip i udhëhequr nga Profesor Zou Weiwen nga Departamenti i Inxhinierisë Elektronike në Shkollën e Informacionit Elektronik dhe Inxhinierisë Elektrike të Universitetit Shanghai Jiao Tong propozoi një ide inovative që kryqëzon fotonikën me shkencën llogaritëse.Ata zhvilluan një lloj të ri të çipit të përpunimit të tensionit fotonik të aftë për operacione të konvolucionit me shpejtësi të lartë.Rezultatet u botuan në "Natyra" nën titullin "Përpunimi i rrjedhës së tensionit të rendit të lartë bazuar në çipa fotonikë të integruar".
Për më tepër, studiuesit kinezë kanë bërë përparime të konsiderueshme në qarqet e integruara fotonike, transistorët fotonikë dhe informatikën optike.Këto arritje jo vetëm që demonstrojnë forcën e Kinës në teknologjinë fotonike të çipave, por gjithashtu japin një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e industrisë globale të çipave fotonikë.
Në dekadën e kaluar, teknologjia fotonike është bërë një pikë qendrore për gjeneratën e ardhshme të teknologjisë së informacionit, inteligjencës artificiale, automjeteve të zgjuara dhe kujdesit shëndetësor.Konsiderohet gjithashtu një nga teknologjitë kryesore për mbajtjen e një pozicioni kryesor në tregun ndërkombëtar nga vendet e lidhura.
E thënë thjesht, një çip fotonik është një çip që përdor sinjale optike për blerjen e të dhënave, transmetimin, llogaritjen, ruajtjen dhe ekranin.Patate të skuqura fotonike janë shumë të kërkuara në epokën aktuale kryesisht për shkak të dy avantazheve: performancës dhe prodhimit.
Avantazhi 1: Shpejtësia e lartë e informatikës, konsumi i ulët i energjisë dhe latenca e ulët
Në krahasim me çipat elektronikë tradicionalë, patate të skuqura fotonike kanë shumë përparësi, kryesisht për sa i përket shpejtësisë së lartë dhe konsumit të ulët të energjisë.Sinjalet optike transmetojnë me shpejtësinë e dritës, me shpejtësi në rritje të madhe;Në mënyrë ideale, patate të skuqura fotonike llogaritin afërsisht 1000 herë më shpejt se patate të skuqura elektronike.Llogaritja fotonike konsumon më pak energji, me konsumin e energjisë së informatikës optike që pritet të jetë aq e ulët sa 10^-18 Joules për bit (10^-18 J/bit).Me të njëjtën konsum të energjisë, pajisjet fotonike janë qindra herë më të shpejtë se pajisjet elektronike.
Për më tepër, drita ka një aftësi natyrale për përpunimin paralel dhe teknologjinë e multiplexing të ndarjes së gjatësisë së valës, duke rritur në masë të madhe kapacitetin e përpunimit të të dhënave, ruajtjen dhe gjerësinë e bandës së çipave fotonikë.Frekuenca, gjatësia e valës, gjendja e polarizimit dhe faza e valëve të dritës mund të përfaqësojnë të dhëna të ndryshme, dhe shtigjet e dritës nuk ndërhyjnë me njëra -tjetrën kur kalojnë.Këto karakteristika i bëjnë fotonet të afta në llogaritjen paralele, duke u përshtatur mirë me rrjetet nervore artificiale, ku shumica e procesit të informatikës përfshin "shumëzimin e matricës".
Në përgjithësi, patate të skuqura fotonike përmbajnë shpejtësi të lartë informatike, konsum të ulët të energjisë dhe latente të ulët, dhe janë më pak të ndjeshme ndaj ndryshimeve në temperaturë, fushat elektromagnetike dhe zhurmën.
Avantazhi 2: Kërkesat më të ulëta të prodhimit
Për dallim nga çipat e qarkut të integruar, patate të skuqura fotonike kanë kërkesa relativisht më të ulëta të prodhimit.Barrierat më të larta teknike qëndrojnë në hartimin dhe prodhimin epitaksial.Rruga teknologjike e dritës ka avantazhe si shpejtësia e lartë, konsumi i ulët i energjisë dhe anti-krosstalk, duke e lejuar atë të zëvendësojë shumë funksione të elektronikës.
Sui Jun, Presidenti i Teknologjisë së Mikroelektronikës Xintong të Kinës (Pekin) Co, Ltd, pasi të thuhej, "Patate të skuqura fotonike nuk kanë nevojë të përdorin makina litografie jashtëzakonisht të larta si makina litografie ekstreme (EUV)Prodhoni ato duke përdorur materiale dhe pajisje relativisht të pjekura shtëpiake. "
Lidhur me faktin nëse patate të skuqura fotonike do të zëvendësojnë patate të skuqura elektronike, është e rëndësishme të kuptoni pengesat aktuale që përballen me patate të skuqura elektronike.
Sfida e parë për patate të skuqura elektronike është kufizimi i ligjit të Moore.Në gati 50 vitet e kaluara, dendësia e transistorëve mund të dyfishohet çdo 18-20 muaj, por nga pikëpamja fizike, madhësia e një atomi është afër 0.3 nanometra.Kur procesi i gjysmëpërçuesit arrin në 3 nanometra, është shumë afër kufirit fizik, duke e bërë gati të pamundur të vazhdosh dyfishimin e çdo 18-20 muaj.