Trung Quốc tìm ra cách sản xuất chip quang tử, không sợ Mỹ trừng phạt

Theo SCMP , các nhà khoa học ở Trung Quốc đã tạo ra một phương pháp chi phí thấp để sản xuất hàng loạt chip quang tử được sử dụng trong siêu máy tính và trung tâm dữ liệu, giúp giảm thiểu tác động của các lệnh trừng phạt của Mỹ.

Các con chip này còn gọi là mạch tích hợp quang tử (PIC), sử dụng photon - các hạt ánh sáng - để xử lý và truyền thông tin.

Chúng thường chứa hàng trăm thành phần photon và chủ yếu được sử dụng trong truyền thông cáp quang hoặc máy tính photon - một công nghệ mới nổi - để cải thiện tốc độ truyền và giảm tiêu thụ năng lượng.

PIC có thể được chế tạo bằng nhiều vật liệu khác nhau, bao gồm lithium niobate, được biết đến với đặc tính tuyệt vời trong việc chuyển đổi dữ liệu điện tử thành thông tin quang tử, một phần thiết yếu của quá trình chuyển đổi quang điện.

"Tuy nhiên, việc sử dụng công nghệ này trong công nghiệp gặp khó bởi chi phí cao cho mỗi tấm wafer và kích thước wafer hạn chế" , theo nghiên cứu của Giáo sư Ou Xin tại Viện Công nghệ Vi hệ và Thông tin Thượng Hải, và Giáo sư Tobias Kippenberg tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Lausanne.

Hai nhà khoa học đã công bố phát hiện của họ trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature hôm 9/5.

Nhóm của Giáo sư Ou tại Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia (Trung Quốc) về vật liệu cho mạch tích hợp đã chọn một vật liệu bán dẫn thay thế là lithium tantalate (LiTaO3), hoạt động tốt hơn lithium niobate và cho phép sản xuất hàng loạt giá thấp do quy trình chế tạo gần giống với các phương pháp silicon thương mại hóa hơn.

"Lithium tantalate đã được thương mại hóa cho các bộ lọc tần số vô tuyến 5G (được sử dụng trong điện thoại thông minh) và cung cấp khả năng sản xuất linh hoạt với chi phí thấp. Đồng thời, nó có các đặc tính tương đương, và trong một số trường hợp còn vượt trội hơn lithium niobate", báo cáo viết.

Tương tự như các mạch tích hợp điện tử, việc chế tạo PIC liên quan đến việc tạo khuôn cho các tấm bán dẫn bằng kỹ thuật in thạch bản, sau đó là khắc và lắng đọng vật liệu. Nhóm đã phát triển các công nghệ xử lý tương thích cho tấm wafer lithium tantalate.

Bằng cách sử dụng quy trình sản xuất dựa trên bước cực tím sâu, nhóm nghiên cứu cho thấy lithium tantalate có thể được khắc để tạo ra các PIC ít hao phí.

Kỹ thuật này có thể giúp Trung Quốc giảm tác động của các biện pháp hạn chế - bao gồm kiểm soát xuất khẩu và các lệnh trừng phạt nhắm vào các thực thể - do Mỹ và một số đồng minh áp đặt để hạn chế quyền tiếp cận của Trung Quốc với chip và thiết bị sản xuất tiên tiến.

Theo hãng thống tấn Trung Quốc China News , Novel Si Integration Technology, một công ty khởi nghiệp được thành lập bởi Viện nghiên cứu Thượng Hải, đã có năng lực sản xuất hàng loạt các tấm wafer 8 inch với vật liệu mới và đã phát triển các phương pháp sản xuất vi mô khả thi về mặt thương mại, cung cấp nền tảng vật liệu cho chip quang học và tần số vô tuyến trong nước.

Giáo sư Ou nói: "Nghiên cứu của chúng tôi mở đường cho việc sản xuất linh hoạt các PIC quang điện thế hệ tiếp theo với chi phí thấp và khối lượng lớn".