Siliciumul reînflorește din nou: un articol nou dezvăluie potențialul său

Fotonica este o direcție care promite să transforme radical tehnologiile avansate prin utilizarea luminii (radiații infraroșii sau spectrului vizibil) ca purtător de semnal. Totuși, dimensiunile conductorilor fotoni și ale schemelor logice sunt de obicei cu câteva ordine de mărime mai mari decât cele ale componentelor electronice similare din siliciu. Aceasta creează dificultăți majore dacă se ia în considerare utilizarea fotonicii pentru calcule grele, cum ar fi antrenamentul modelelor lingvistice mari (MLM). Rețelele neuronale profunde necesită sute de miliarde și chiar trilioane de operații de multiplicare a matricelor; dacă fiecare dintre aceste multiplicări ar fi efectuat pe un nod fizic separat al unui procesor fotonic, volumul echipamentului necesar ar depăși orice limită rezonabilă.

Mai mult, fabricarea schemelor fotonice la scară mare va necesita un ciclu tehnologic complet: siliciul – materialul care a fost aproape perfecționat în microelectronică, dar nu este potrivit pentru organizarea și procesarea radiației infraroșii din cauza naturii sale nepolarizate. Prin urmare, chiar și cele mai promițătoare prototipuri de calculatoare fotonice rămân scumpe, voluminoase și dificile de produs.

De ce siliciul fotonic încă provoacă optimistă?
1. Non-pozitivitatea siliciului

Când electronul trece între stările libere și cele de valență cu emisia unui foton, apar pierderi energetice și temporale suplimentare, ceea ce face laserele pe siliciu extrem de ineficiente.

2. Soluții hibride

Pentru a crea microcircuite integrale cuantico-opti­c (QIC, PIC) se utilizează tehnologia hibridă: conductorii și circuitele logice sunt fabricate pe plăci de siliciu pe izolat (SOI), iar mini- și nano-laserii – din materiale direct-pozitive mai potrivite. Aceasta duce la faptul că QIC nu numai că sunt mai mari decât circuitele integrate electronice tradiționale, dar și semnificativ mai scumpe în producție.

3. Sensibilitatea economică a MLM

Modelele lingvistice mari moderne depind foarte mult de costul „hardware-ului” pe care rulează. Circuitele hibride, în general, pierd în fața soluțiilor integrate monolitice din punct de vedere al costului.

4. Problema scalării materialelor direct-pozitive

Utilizarea semiconductorilor direct-pozitive pentru toate componentele (conductorii, circuite și lasere) ar necesita un ciclu de investiții pe termen lung în o industrie complet nouă de microprocesoare – ceea ce este practic imposibil în condițiile macroeconomice actuale.

De ce totuși ramura siliciului fotonic este considerată promițătoare
Siliciul este al doilea element cel mai răspândit pe Pământ, iar omenirea știe să lucreze cu el de peste jumătate de secol. Aceasta îl face atractiv pentru dezvoltarea noilor tehnologii:

- Infrastructura existentă – milioane de fabrici, specialiști și furnizori de componente.
- Potențialul de integrare – posibilitatea de a combina fotonica cu procesoarele silicio existente.

În aprilie 2026, cercetătorii din Universitatea Californiană (numele nu este specificat) au prezentat o nouă abordare care ar putea accelera semnificativ dezvoltarea fotonicii pe siliciu și să o facă mai competitivă în comparație cu soluțiile hibride.

Concluzie:

Fotonica promite o revoluție în tehnologiile avansate, dar încă se confruntă cu bariere tehnice și economice serioase. Fotonica pe siliciu rămâne una dintre cele mai realiste căi de dezvoltare datorită infrastructurii existente și experienței în lucrul cu siliciul. Noile cercetări din 2026 ar putea schimba echilibrul între soluțiile hibride și monolitice, deschizând noi oportunități pentru calcule fotonice la scară largă.