El futuro de la computación digital y las comunicaciones podría estar liderado por la profunda integración de la electrónica y la fotónica. La electrónica utiliza la electricidad para manipular datos, mientras que la fotónica utiliza la luz. La combinación de ambas no solo puede impulsar el crecimiento exponencial del tráfico de datos global, sino también mejorar la eficiencia energética. “Integrar la fotónica y la electrónica en un mismo encapsulado es una dirección clave para el desarrollo del transistor en el siglo XXI”, afirma Lionel Kimerling, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT.
En este contexto, surgió el nuevo equipo de investigación del MIT, FUTUR-IC. Anu Agarwal, investigadora principal del Laboratorio de Investigación de Materiales y líder del equipo, afirma: “Nuestro objetivo es construir una cadena de valor de la industria de microchips eficiente en recursos”. Para lograrlo, los investigadores de FUTUR-IC, incluidos Agarwal y Kimerling, han desarrollado un nuevo método para coencapsular chips fotónicos y electrónicos, resolviendo varios problemas de los procesos actuales. La ventaja del nuevo dispositivo coencapsulado radica en que puede fabricarse utilizando equipos existentes en fundiciones electrónicas tradicionales y un proceso de alineación pasiva de menor coste, lo que podría resultar rentable. A principios de este año, un artículo sobre el dispositivo (ya patentado) apareció en la portada de la revista Advanced Engineering Materials. El otoño pasado, el autor principal del artículo, Drew Weninger, presentó una ponencia relacionada en el Simposio Internacional sobre Microelectrónica, donde recibió el premio al mejor artículo estudiantil.
El nuevo dispositivo, denominado “acoplador evanescente”, ofrece mayor flexibilidad para las conexiones de fibra óptica dentro del encapsulado electrónico-fotónico. Agarwal explica: “Los acopladores tradicionales tienen un solo punto de acoplamiento con tolerancias de alineación estrictas. Nuestro nuevo acoplador tiene una longitud de interacción mayor, lo que aumenta las tolerancias de alineación”. Esto significa que los robots pueden ensamblar pasivamente el circuito integrado final, sin necesidad de alineación láser activa, permitiendo que pase más luz sin pérdidas. Además, el acoplador permite la transmisión vertical de luz entre chips multicapa, un avance importante ya que dirigir la luz fuera del plano horizontal es extremadamente desafiante. Drew Weninger afirma: “El nuevo acoplador puede hacer que la luz salte entre chips apilados”. Luigi Ranno concluye: “El diseño de encapsulado que hemos desarrollado es fiable, tiene amplias tolerancias de alineación, baja pérdida de luz y alta eficiencia espacial, poseyendo todas las características necesarias para una interconexión eficiente y funcional”.
