Todos soñamos con PCs más y más rápidos capaces de apaciguar nuestras ansias de potencia, pero normalmente la industria va dando pequeños pasos que siempre nos dejan con ganas de más. Puede que esto se acabe finalmente y demos paso a una nueva era gracias al trabajo de unos investigadores de Eindhoven, los cuales han presentado el llamado silicio fotónico, también conocido como silicio emisor de luz. ¿Imaginas un PC donde el límite sea la velocidad de la luz?
Han sido más de 50 años, que se dice pronto, pero los primeros resultados reales ya están con nosotros para comenzar un nuevo camino que terminará con la implementación de chips fotónicos en la vida cotidiana.
Este descubrimiento cambiará no solo la informática como la conocemos, sino cualquier elemento electrónico de alto rendimiento (en un principio) o bajo consumo (más adelante)
Silicio fotónico o cómo hacer que el propio silicio «emita» luz
Como todos sabemos, los chips actuales tienen una serie de limitaciones muy importantes como son la temperatura o la resistividad de los electrones a viajar por las líneas de cobre que conectan los transistores.
Intentamos constantemente introducir un mayor número de estos y forzarlos a realizar cada vez una mayor cantidad de instrucciones por segundo, ceros y unos que viajan constantemente. Pero la realidad es que nos acercamos al límite de esta tecnología basada en el silicio y se necesitan nuevas respuestas ante la ingente cantidad de datos trabajados al día por empresas y particulares.
Necesitamos tirar algunas de las barreras mencionadas si queremos obtener un mayor rendimiento y aquí es donde entra en juego la luz.
Lo que se ha tratado de conseguir durante más de 50 años es desterrar a un lado el factor temperatura e implementar en su lugar fotones que sean capaces de transferir datos. ¿Por qué fotones? Pues porque no tienen resistencia al no tener ni masa ni carga, lo que permite una menor dispersión en el material que lo atraviesa, dejando la temperatura como un factor ya extinto.
Sin calor se reduce el consumo y permite mayor transferencia de datos
Desplazado el calor de la ecuación, no hace falta decir que tendremos menos consumo total por chip en nuestro PC y al ser transmisores de luz mediante comunicación óptica se espera que la velocidad aumente en un factor sobre 1000.
Evidentemente, para usar estos chips se necesita una fuente de luz, la cual la proporcionará un láser que trabajará a dúo con el silicio. En su estado actual en cualquier chip del mundo el silicio no es buen transmisor de la luz, por lo que los investigadores tuvieron que producir una forma de silicio que tuviera esta cualidad entre sus propiedades.
Combinando silicio y germanio (algo muy común en la industria de los semiconductores) lograron crear lo que ningún otro pudo: una estructura hexagonal capaz de emitir con ello luz. La clave según afirman es el intervalo de banda de un semiconductor.
Si un electrón ‘cae’ de la banda de conducción a la banda de valencia, un semiconductor emite un fotón: la luz, pero esto no ocurre en el silicio por sí mismo. La idea que tuvieron fue construir los átomos de silicio sobre una plantilla hexagonal para que creciesen en dicha forma estructural y mediante el silicio-germanio crear capas para dicha plantilla en base a nanocables.
Tuvieron que pulir las imperfecciones, impurezas y defectos del cristal para lograr una emisión de luz muy eficiente que permitiese el paso de los fotones de forma más libre. El siguiente paso ya en 2020 es crear un láser a base de silicio, lo cual rompería definitivamente con lo establecido y lograría una comunicación óptica entre chips revolucionando con ello el sector en el que nos movemos diariamente.
Lógicamente, las opciones de implementación son prácticamente infinitas y afectarán a todos los sectores de producción y niveles. Un cambio de paradigma que seguro será implementado en primer lugar en grandes industrias.
