Se incrementa la batalla por el liderazgo en microchips basados en láser

La carrera para transformar computadoras con comunicaciones basadas en láser se acelera, e International Business Machines Corp. es la empresa más reciente en anunciar logros en chips que envían datos a velocidades altísimas usando pulsos de luz.

El fabricante de computadoras habló hace poco sobre sus avances en la fabricación de componentes de comunicaciones ópticas con silicio, el material principal que se usa en los chips de computadoras convencionales. IBM afirma que la investigación allana el camino para chips futuros que pueden enviar más de un billón (millón de millones) de bits de datos por segundo, 25 veces la capacidad de los componentes ópticos que se suelen usan actualmente en computadoras de alto rendimiento.

Las tecnologías ópticas han revolucionado las comunicaciones de larga distancia, reemplazando a los cables de cobre de baja capacidad que trasmiten señales eléctricas con combinaciones de láser y al cableado de fibras ópticas que envían información a través de muchos canales de alta velocidad. Empresas como IBM, Intel Corp. y Luxtera Inc. están replicando ese fenómeno en una escala microscópica, usando técnicas de fabricación de semiconductores de alto volumen.


James Yang
Elementos de la tecnología, a veces llamados fotónica de silicio, ya comienzan a usarse para conexiones de alta velocidad entre servidores y en sistemas científicos conocidos como supercomputadoras. Las empresas ahora compiten por fabricar los componentes con más rapidez y reducir considerablemente el costo, para que las conexiones ópticas también puedan acelerar las comunicaciones dentro y entre PC y aparatos electrónicos de consumo.

Yurii Vlasov, director de los esfuerzos de nanofotónica integrada de silicio de IBM, dijo que prevé que los primeros productos comerciales basados en su investigación lleguen al mercado en tres a cinco años. "Estábamos listos para avanzar", sostuvo.

Muchos componentes ópticos suelen construirse usando materiales mucho más costosos que el silicio, una alternativa que por otro lado tiene defectos como ineficiencia al emitir luz.

Los investigadores han superado una y otra vez esos desafíos para construir una serie de bloques de silicio, incluidos componentes que modulan pulsos de luz de láser para codificar datos y detectar este tipo de señales.

"La fotónica del silicio ha sido una contradicción durante años", indicó Joe Campbell, un especialista del campo que es profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Virginia. Eso cambió de forma más pronunciada en los últimos cinco años"más incluso de lo que el partidario más optimista" de la tecnología hubiera imaginado, indicó en un correo electrónico.

Luxtera, una empresa fundada hace nueve años de Carlsbad, California, fue de las primeras en ofrecer productos basados en fotónica de silicio. La empresa desarrolló estos chips para vender en transmisores/receptores de radio con cuatro canales de datos, cada uno de los cuales puede transmitir 10.000 millones de bits de datos por segundo —o 40 gigabits en total por segundo— y afirma que hay ventajas de costos y técnicas frente a los aparatos ópticos de 40 gigabits fabricados con materiales convencionales.

El hardware y el cableado para conectar las dos computadoras se consigue a partir de los US$150 a US$200 en EE.UU., afirmó Greg Young, presidente ejecutivo de Luxtera, quien predice que su empresa reducirá los precios de forma constante.

Luxtera también anunció tecnología que puede transmitir 25 gigabits o más por canal, la cual Young prevé que llegue al mercado en uno o dos años.

IBM se concentra un combinar componentes ópticos con los componentes eléctricos necesarios en la misma pieza de silicio y reducir su tamaño y su precios. Vlasov, de IBM, señaló que la empresa ha demostrado que con su tecnología puede fabricar canales de datos cuyo tamaño es un décimo de otros creados hasta ahora con silicio.

Young cuestiona esa afirmación, y sugiere que IBM parece estar comparando su trabajo con productos anteriores de Luxtera que tienen circuitos más grandes. "Hoy ya estamos enviando productos comerciales con un desempeño mejor y con la misma densidad que afirman que alcanzaron en su investigación", sostuvo.

Intel, el líder de los chips de microprocesadores, también anunció una serie de logros en la fotónica de silicio. Una diferencia es que Intel construye láser y otros componentes ópticos de silicio —aunque con la ayuda de fosfato de indio— una tarea difícil que según la empresa es esencial para fabricar conexiones ópticas que serán asequibles para productos de consumo. IBM y Luxtera no están de acuerdo y prefieren usar láseres construidos por otras empresas con materiales convencionales.

Hace unos meses Intel indicó que había desarrollado un prototipo de investigación de un transmisor/receptor de radio a base de silicio con cuatro canales de datos, cada uno de los cuales envía datos a 12,5 gigabits por segundo. "Ya tenemos un enlace funcional en el laboratorio, y avanzamos de forma enérgica hacia anchos de banda más altas", afirmó Mario Paniccia, director del Laboratorio de Tecnología Fotónica de Intel.

Sin embargo, el ejecutivo prefiere no fijar un cronograma preciso para enviar productos comerciales. "Vemos un camino hacia la comercialización en el futuro no demasiado lejano", indicó.