近日，悉尼大学纳米研究所（University of Sydney Nano Institute）的研究人员开发出了一种小型硅半导体芯片，该芯片结合了电子和光子（基于光）元件，能极大增强射频（RF）带宽和精确控制流经该设备的信息的能力。
电子工程专辑讯 近日，悉尼大学纳米研究所（University of Sydney Nano Institute）的研究人员开发出了一种小型硅半导体芯片，该芯片结合了电子和光子（基于光）元件，能极大增强射频（RF）带宽和精确控制流经该设备的信息的能力。
这项发明的研究成果在2023 年 11 月 20 日已发表在《Nature Communications》上，参考文献来自于 "Matthew Garrett、Yang Liu、Moritz Merklein、Cong Tinh Bui、Choon Kong Lai、Duk-Yong Choi、Stephen J. Madden、Alvaro Casas-Bedoya 和 Benjamin J. Eggleton 合著的《Integrated microwave photonic notch filter using a heterogeneously integrated Brillouin and active-silicon photonic circuit》。
该集成电路是与澳大利亚国立大学（Australian National University）的科学家合作设计的，在悉尼大学纳米科学中心（University of Sydney Nanoscience Hub）的核心研究设施洁净室（Core Research Facility cleanroom）制造完成。
研究人员预计该芯片将应用于先进雷达、卫星系统、无线网络以及 6G 和 7G 电信的推出。
带宽的扩大意味着更多的信息可以流经芯片，而光子元件的加入可以实现先进的滤波控制，从而创造出一种多功能的新型半导体器件。
该芯片采用硅基光子学的新兴技术构建的，允许在宽度小于 5 毫米的半导体上集成不同的系统。主导该研究团队的副校长（研究）本·埃格尔顿（Ben Eggleton）教授将其比作组装乐高积木，其中使用电子“小芯片”通过先进的组件封装来集成新材料。
负责芯片设计的物理学院光子集成副主任 Alvaro Casas Bedoya 博士表示，异质材料集成的独特方法已经酝酿了 10 年。
Alvaro Casas Bedoya 博士说，将海外半导体代工厂与当地研究基础设施和制造相结合来制造基本芯片晶圆，对于开发这种光子集成电路至关重要。这种架构意味着澳大利亚可以开发自己的主权芯片制造，而无需完全依赖国际代工厂进行增值过程。
这项成果或将增强澳大利亚在半导体技术研究和设计领域的实力。
据悉，该芯片中的光子电路意味着该设备具有15 GHz 可调频率带宽，光谱分辨率低至仅 37 MHz，不到总带宽的四分之一。
Eggleton 教授表示，这项发明是微波光子学和集成光子学研究的重大进步。微波光子滤波器在现代通信和雷达应用中发挥着至关重要的作用，可以灵活地精确过滤不同频率，减少电磁干扰，并提高信号质量。我们将先进功能集成到半导体芯片中的创新方法，特别是硫族化物玻璃与硅的异质集成，有可能重塑当地半导体格局。”
这项研究的合著者兼高级研究员莫里茨-默克莱因（Moritz Merklein）博士说： "这项工作为新一代具有宽带频率可调谐性的紧凑型高分辨率射频光子滤波器铺平了道路，尤其有益于空中和太空射频通信有效载荷，为增强通信和传感能力提供了可能性"。
本文参考自《Revolutionary “LEGO-Like” Photonic Chip Paves Way for Semiconductor Breakthroughs》
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