Chips fotónicos: la tecnología que promete cambiar las reglas del juego en 'Big Tech'
El Instituto Científico y Tecnológico de Skólkovo, una universidad de Rusia, ha puesto en marcha la primera producción por contrato del país de chips fotónicos basados en la tecnología de silicio sobre aislante.
Se trata de una tecnología de vanguardia que podría convertirse en una auténtica revolución en el mundo de los microchips. Su principal promesa abarca dos aspectos: velocidades mucho más altas que las tecnologías tradicionales y prácticamente ausencia de calentamiento, lo que ofrece un potencial salto cualitativo para la industria de semiconductores y una apuesta por transformar sus fundamentos.
¿Cuál es la singularidad de la tecnología?
En la electrónica tradicional se utilizan electrones. Cuando la corriente eléctrica encuentra resistencia en un conductor, se genera calor. Una gran parte de la energía se pierde de esa forma, lo que obliga a enfriar los chips, sumando gasto energético así como costes de infraestructura y tiempo. El calentamiento de los gigantescos centros de datos de inteligencia artificial, por ejemplo, es tal que incluso puede influir en el entorno térmico general, convirtiéndose en un problema creciente.
En los chips fotónicos, el principio es distinto: la partícula clave es el fotón. Su transmisión requiere mucho menos energía, lo que reduce de forma significativa el calentamiento del sistema.
Ventajas y limitaciones
Alexéi Denísov, vicepresidente de infraestructura de investigación del Instituto de Skólkovo, afirma que esta tecnología tiene ventajas evidentes: altas velocidades, bajo consumo de energía y una gran capacidad de transmisión gracias al uso de varias longitudes de onda.
Actualmente, según el investigador, el principal campo de aplicación de los circuitos fotónicos integrados es la telecomunicación. El segundo es la sensórica, es decir, el desarrollo de sensores de vibración, tensión mecánica, temperatura, presión y composición química, entre otros; mientras el tercero es la criptografía cuántica para redes de comunicación de nueva generación.
"Transmitir información mediante la luz es más rápido y requiere menos energía. En casi todos los hogares ya se utilizan líneas de fibra óptica, donde la información se transmite precisamente mediante fotones", indica Evgueni Gorski, director general del Centro de Ingeniería de Troitsk.
"En lo que respecta a los chips, con la ayuda de los fotones se pueden organizar fácilmente cálculos paralelos. En los últimos años han cobrado gran importancia gracias al desarrollo de la IA, pero al mismo tiempo presentan algunas desventajas", agrega.
Al mencionar las desventajas, destaca que en los circuitos fotónicos resulta bastante problemático realizar operaciones lógicas y matemáticas sencillas. Además, explica que los elementos fotónicos no pueden ser tan pequeños como los elementos lógicos de los microcircuitos modernos.
Denísov coincide en que este método no sustituirá a la electrónica. "Cada tecnología tiene su propio papel. La microelectrónica seguirá siendo la base para la creación de circuitos lógicos y subsistemas de almacenamiento de información, mientras que la fotónica integrada es ideal para la transmisión y el procesamiento de información. Sin duda, hay una gran cantidad de proyectos, incluso en el Instituto de Skólkovo, orientados a la creación de sistemas totalmente ópticos, como por ejemplo un transistor óptico, pero la mayoría de las líneas de investigación mencionadas anteriormente siguen implicando la creación de sistemas optoelectrónicos combinados", señala.
Encontrar su nicho
La fotónica es un campo en desarrollo en países como Estados Unidos, China y Alemania, pero aún no ha alcanzado el avance de la electrónica, lo que abre una ventana de oportunidad.
"Por supuesto, la humanidad no puede simplemente decidir cambiar a otra tecnología. En las fábricas de producción de productos electrónicos de nuestro planeta se han invertido no solo miles de millones, sino tal vez decenas de billones de dólares", aclara el analista Alexéi Boiko.
"Tomar la decisión de empezar a desarrollar otras tecnologías desde cero, desperdiciando inversiones de billones como estas, es algo que, naturalmente, nadie tiene intención de hacer; por eso se buscaba una tecnología que no solo fuera nueva y buena, sino que además se apoyara en los cimientos ya existentes. Y es precisamente la fotónica de silicio la que resuelve este reto", concluye el experto.
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