NVIDIA e TSMC svelano il prototipo di un chip fotonico avanzato in silicio, secondo quanto riportato

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Rapporti recenti da Taiwan indicano che NVIDIA e TSMC stanno collaborando a un prototipo di chip di fotonica al silicio all’avanguardia. TSMC, riconosciuto come il principale produttore di chip a contratto a livello mondiale, ha rafforzato il suo status di produttore di chip più avanzato, in particolare alla luce delle sfide in corso di Intel. La fotonica al silicio rappresenta un metodo di fabbricazione rivoluzionario che integra circuiti fotonici con circuiti elettronici convenzionali, affrontando le limitazioni intrinseche osservate nella produzione tradizionale di semiconduttori. Si ritiene che il prototipo sia stato sviluppato verso la fine dell’anno scorso, con entrambe le aziende che esplorano attivamente tecnologie di packaging ottico volte a migliorare le prestazioni dei chip AI.

Progressi nella tecnologia dei chip: il ruolo della fotonica del silicio

In prima linea nel progresso tecnologico di TSMC c’è il nodo di processo a 2 nanometri. Questa innovazione presenta passi minimi di gate e metallo rispettivamente di 45 nanometri e 20 nanometri. Nella progettazione dei semiconduttori, il passo di gate indica la spaziatura tra gate adiacenti su un chip, mentre il passo di metallo si riferisce alla distanza che separa le interconnessioni metalliche. I gate regolano il flusso di elettroni all’interno dei transistor e le interconnessioni facilitano la comunicazione tra transistor su un chip.

Le sfide associate al nodo a 2 nanometri sottolineano un ostacolo significativo per i produttori di chip come TSMC, poiché la crescente sofisticatezza della riduzione di queste distanze complica la scalabilità del numero di transistor per chip. Per mitigare queste barriere, il settore sta sempre più rivolgendo la sua attenzione alla fotonica del silicio come soluzione praticabile.

La fotonica al silicio impiega transistor fotonici, o circuiti integrati, che utilizzano fotoni, particelle di luce, al posto degli elettroni per la comunicazione interna del chip. Questa tecnologia vanta capacità di larghezza di banda e frequenza migliorate, accelerando così la velocità di elaborazione dei dati e aumentando la capacità.

Transistor fotonici al silicio — Transistor fotonici tradizionali e al silicio su un wafer CMOS. Fonte: Grenouillet et al. (2010). “Verso reti ottiche su chip utilizzando la tecnologia III-V/SOI compatibile con CMOS”. Solid State Devices and Materials (SSDM) Conference, Tokyo. DOI: 10.7567/SSDM.2010.D-6-2.

La capacità di questi transistor di aumentare la velocità di elaborazione senza richiedere tecniche di produzione notevolmente superiori rende la fotonica del silicio un obiettivo interessante per gli stakeholder del settore, soprattutto ora che i profitti derivanti dalla produzione avanzata di chip iniziano a stabilizzarsi.

Un articolo di UDN, un’agenzia di stampa taiwanese, sottolinea il vivo interesse di NVIDIA per questo approccio innovativo. Riferisce che NVIDIA e TSMC hanno creato con successo il primo prototipo di chip fotonico al silicio entro la fine dell’anno scorso. Inoltre, entrambe le aziende stanno studiando tecnologie di integrazione optoelettronica insieme a soluzioni di packaging avanzate.

L’integrazione optoelettronica integra la fotonica del silicio amalgamando componenti che manipolano la luce, come laser e fotodiodi, con componenti elettronici, come i transistor, su un’unica fetta.

In qualità di principale partner di produzione di NVIDIA, TSMC ha costantemente fornito output affidabili e alti tassi di rendimento, assicurandosi la reputazione di collaboratore preferito dalle principali aziende tecnologiche. Mentre i chip AI di NVIDIA guidano il mercato in termini di prestazioni, le limitazioni nella capacità di confezionamento e gli elevati costi di produzione ne hanno limitato la disponibilità.

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