Fotoniikka ja CMOS-valmistus ovat löytämässä yhteisiä säveliä ja siten tehostavat elektroniikkaa. MIT:stä irrotettu Ayar Labs on kehittänyt siruja, jotka siirtävät dataa valon avulla mutta prosessoivat laskentaa elektronisesti. Uudenlainen rakenne yhdistää nopean ja tehokkaan optisen tiedonsiirron perinteisen tietokonepiirin laskentaprosessiin.
Ayar Labsin mukaan sirut voivat vähentää energiankulutusta noin 95 prosentilla sirujen välisessä viestinnässä ja kasvattaa kaistanleveyttä kymmenkertaiseksi vastaaviin kuparipohjaisiin versioihin nähden. Massiivisissa datakeskuksissa sirut voisivat vähentää kokonaisenergiakulutusta 30-50 prosenttia, sanoo toimitusjohtaja Ayarin Alex Wright-Gladstein.
Joulukuussa Ayar sopi GlobalFoundriesin kanssa tuottavansa ensimmäisen tuotteensa, optisen Brilliant I/O-järjestelmän, markkinoille ensi vuonna.
Nykyinen mikropiiritekniikka ei sellaisenaan oikein sovi optiikkaan mutta CMOS-prosessin perusteellisten muutosten välttämiseksi Ayarin kehittäneet tutkijat keskittyivät uudenlaisiin miniatyrisoitujen optisten komponentteihin ja "hakkeroivat" perinteisen piisuunnittelun menetelmiä tavalla joka mahdollisti piirisuunnitelman sisältävän optiikkaa tiukemmin konfiguroituna kuin milloinkaan aiemmin mikropiirien rakenteissa.
Heprean yliopiston (HU) fyysikko Uriel Levy tiiminsä kanssa ovat luoneet puolestaan teknologiaa, jonka avulla tietokoneet ja optiset viestintäpiirit voivat toimia sata kertaa nopeammilla eli terahertsien nopeuksilla.
Terahertsisen mikrosirun luomisen kaksi suurta haastetta ovat ylikuumeneminen ja skaalautuvuus. Flash-muistitekniikasta tuttua MONOS-rakennetta (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) käyttäen Levy ja hänen ryhmänsä ovat kehittäneet uudenlaisen integroidun piirirakenteen.
Nykyiset piiritason fotoniikkarakenteet, esimerkiksi mikroresonaattorit ovat oleellisia osia piifotoniikassa. Kuitenkin niiden ominaisuudet vaihtelevat liiaksi valmistuksen varianssien vuoksi. Integroimalla MONOS-rakenteita piifotoniikan piireihin voidaan tämä hankaluus voittaa, kun esimerkiksi resonaattoreiden sähköinen jälkikäteinen virittely tulee mahdolliseksi.
MONOS-rakennetta käytetään ansoittamaan varauksia ohuessa piinitridikerroksessa, joka sijaitsee piikerroksen läheisyydessä. Tämä mahdollistaa varauksen kertymisen piihin ja siten muokaten optisen tilan indeksiä ja siten resonanssitaajuutta.
Tämä lähestymistapa mahdollistaa fotonisten rakenteiden, kuten resonaattoreiden ja interferometrien tehokkaan hyödyntämisen sirutason piifotoniikan ja elektro-optiikan järjestelmissä, jotka ulottuvat suodattimista, kytkimistä ja modulaattoreista antureihin ja jopa lasereihin.
Laajimmillaan onnistuessaan tekniikka mahdollistaa nykyisten 8-16 gigahertsisten tietokoneiden toimimisen tulevaisuudessa terahertsien nopeuksilla.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 16.4.2018
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
