NVIDIA y TSMC presentan prototipo de chip fotónico de silicio avanzado, según informes

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Informes recientes de Taiwán indican que NVIDIA y TSMC están colaborando en un prototipo de chip de fotónica de silicio de vanguardia. TSMC, reconocido como el principal fabricante de chips por contrato a nivel mundial, ha reforzado su estatus como el productor de chips más avanzado, particularmente a la luz de los desafíos actuales de Intel. La fotónica de silicio representa un método de fabricación innovador que integra circuitos fotónicos con circuitos electrónicos convencionales, abordando las limitaciones inherentes observadas en la fabricación tradicional de semiconductores. Se cree que el prototipo se desarrolló hacia fines del año pasado, y ambas compañías están explorando activamente tecnologías de empaquetado óptico destinadas a mejorar el rendimiento de los chips de IA.

Avances en la tecnología de chips: el papel de la fotónica de silicio

A la vanguardia del progreso tecnológico de TSMC se encuentra el nodo de proceso de 2 nanómetros. Esta innovación presenta pasos mínimos de compuerta y metal de 45 nanómetros y 20 nanómetros, respectivamente. En el diseño de semiconductores, el paso de compuerta denota el espaciado entre compuertas adyacentes en un chip, mientras que el paso de metal se refiere a la distancia que separa las interconexiones metálicas. Las compuertas regulan el flujo de electrones dentro de los transistores y las interconexiones facilitan la comunicación entre transistores en un chip.

Los desafíos asociados con el nodo de 2 nanómetros subrayan un obstáculo significativo para los fabricantes de chips como TSMC, ya que la creciente sofisticación de la reducción de estas distancias complica la escalabilidad del número de transistores por chip. Para mitigar estas barreras, la industria está dirigiendo cada vez más su atención a la fotónica de silicio como una solución viable.

La fotónica de silicio emplea transistores fotónicos, o circuitos integrados, que utilizan fotones (partículas de luz) en lugar de electrones para la comunicación interna del chip. Esta tecnología ofrece capacidades de ancho de banda y frecuencia mejoradas, lo que acelera la velocidad de procesamiento de datos y aumenta la capacidad.

Transistores fotónicos de silicio — Transistores fotónicos tradicionales y de silicio sobre una oblea CMOS. Fuente: Grenouillet et al. (2010). “Towards Optical Networks-on-Chip Using CMOS Compatible III-V/SOI Technology”. Conferencia sobre dispositivos y materiales de estado sólido (SSDM), Tokio. DOI: 10.7567/SSDM.2010.D-6-2.

La capacidad de estos transistores para mejorar las velocidades de procesamiento sin necesidad de técnicas de fabricación muy superiores hace que la fotónica de silicio sea un foco atractivo para los interesados en la industria, en particular a medida que los retornos de la fabricación avanzada de chips comienzan a estabilizarse.

Un artículo de UDN, un medio de comunicación taiwanés, destaca el gran interés de NVIDIA en este enfoque innovador. En él se informa que NVIDIA y TSMC crearon con éxito el primer prototipo de chip fotónico de silicio a finales del año pasado. Además, ambas empresas están investigando tecnologías de integración optoelectrónica junto con soluciones de empaquetado avanzadas.

La integración optoelectrónica complementa la fotónica de silicio al fusionar componentes que manipulan la luz (como láseres y fotodiodos) con componentes electrónicos (como transistores) en una oblea unificada.

Como socio principal de fabricación de NVIDIA, TSMC ha ofrecido constantemente resultados confiables y tasas de rendimiento elevadas, lo que ha consolidado su reputación como el colaborador favorito de las principales empresas tecnológicas. Si bien los chips de IA de NVIDIA lideran el mercado en cuanto a rendimiento, las limitaciones en la capacidad de empaquetado y los elevados costos de producción han limitado su disponibilidad.

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