Jaapani NTT ja Intel teevad koostööd optoelektroonilise fusiooni tipptasemel kiibi väljatöötamiseks

29. jaanuaril teatas USA kiibihiiglane Intel, et teeb koostööd Jaapani juhtiva telekommunikatsioonioperaatori NTT ja Lõuna-Korea kiibitootja SK Hynixiga, et töötada välja järgmise põlvkonna pooljuhid, mis põhinevad "fotogalvaanilise fusiooni" tehnoloogial.
Aruannete kohaselt asendab see tehnoloogia elektroonilise töötlemise valgusega, mida saab kasutada pooljuhtide sees, et oluliselt vähendada energiatarbimist ja arvutada tuhandeid kordi kiiremini. Kuna pooljuhtide miniaturiseerimine läheneb oma füüsilisele piirile, peetakse seda murranguliseks uueks tehnoloogiaks.
Projekti taust ja koostöö
Välismeedia andmetel eraldab Jaapani majandus-, kaubandus- ja tööstusministeerium (METI) uue energiatööstuse tehnoloogia arendusorganisatsiooni (NEDO) alla selle projekti ja kahe muu projekti toetamiseks 45 miljardit jeeni (umbes 305 miljonit dollarit). Jaapani majandus-, kaubandus- ja tööstusministeerium usub, et Jaapan suudab uue põlvkonna "fotogalvaanilise termotuumasünteesi" pooljuhtide masstootmise tehnoloogias maailmas juhtpositsioonil olla.
Projekti eesmärk on luua 2027. aastaks seadmete tootmistehnoloogia, mis toob pooljuhtidesse valgust ja salvestustehnoloogia, mis suudab salvestada Tb-taseme andmeid, vähendades energiatarbimist varasemaga võrreldes 30% - 40%.
Elektriga võrreldes kiire optilise sidetöötluse realiseerimiseks on koostöö pooljuhtide tootjatega hädavajalik. NTT plaanib teha koostööd Inteliga keskprotsessorite (CPU) ja SK Hynixiga salvestuspooljuhtide vallas. Lisaks hakkab Intel nõustama tootmistehnoloogia arendamist.
Tipptasemel pooljuhid edendavad optilise andmetöötluse arengut
Optiline andmetöötlus, uut tüüpi töötlemismeetod, mis kasutab teabekandjana valguslaineid, on muutumas kuumaks teadusuuringute valdkonnaks tänu oma eelistele, nagu kiire töötlemiskiirus ja madal energiatarve.
Andmeedastuses kasutatakse optilisi meetodeid tavaliselt kaugedastuseks, isegi andmekeskustes. Kuid need andmed muundatakse tavaliselt sihtkohta jõudes töötlemiseks elektroonilisteks signaalideks. Kui optilist töötlemist saab täielikult ära kasutada, suudab see teoreetiliselt oluliselt parandada paralleelsust, jõudlust ja energiatõhusust, vältides samal ajal ka fotoelektrilise muundamisega seotud energiakulusid.
Ülemaailmselt on tekkinud mitmeid optilisele töötlemisele keskenduvaid idufirmasid ja paljud neist uurivad aktiivselt, kuidas seda tehnoloogiat AI töötlemisel rakendada. Optilise töötluse valdkonnas on "fotogalvaaniline termotuumasünteesi" tipptasemel teadustöö ja NTT on selles valdkonnas teinud suure läbimurde. Ettevõttel on õnnestunud välja töötada maailma esimene valguspõhiste transistorahelate baastehnoloogia.
Praegu muundatakse optilise side kaudu edastatav teave spetsiaalsete seadmete abil tavaliselt elektrilisteks signaalideks ja edastatakse seejärel töötlemiseks andmekeskuste serveritesse. Serveri sees vastutavad pooljuhtkomponendid elektriliste signaalide vahetamise, arvutuste tegemise ja andmete salvestamise eest. Tekkiv optoelektroonilise lähenemise valdkond tõotab seda aga muuta. Fotogalvaanilise termotuumasünteesi abil saab keerukat teabetöötlust teha otse optiliste signaalide kujul, ilma et oleks vaja elektrilist signaali muundada.
Jaapani valitsus peab samuti selle valdkonna teadusuuringuid väga oluliseks ja on seda tugevalt toetanud. Jaapani majandus-, kaubandus- ja tööstusministeerium eraldab 45 miljardit jeeni järgmise põlvkonna sidestandardi 6G uurimiseks.
Sellesse uuringusse ei investeeri mitte ainult NTT, vaid ka teised osalevad ettevõtted, nagu Shinko Electric ja Kioxia. Selle tehnoloogilise koostöö seeria kaudu kavatsevad NTT ja teised tagada, et pooljuhtide tööstus suudab 2027. aastaks toota valgust neelavaid seadmeid ja arendada salvestustehnoloogiat, mis suudab salvestada terabiti tasemel andmeid.
Lisaks töötab Intel väidetavalt tehnoloogiate kallal, mis vähendavad energiatarbimist 30-40%, samas kui NTT kavatseb ION abil järk-järgult parandada energiatõhusust. NTT eesmärk on parandada energiatõhusust umbes 10 korda aastaks 2025 ja 100 korda aastaks 2032 Eeldatakse, et need tehnoloogilised edusammud ei nihuta ainult optilise töötlustehnoloogia piire, vaid toovad kaasa ka dramaatilisi muutusi ja täiustusi tehisintellektis ja muudes arvutusmahukates rakendusvaldkondades.