Un equipo de investigación dirigido por la Academia de Ciencias de China ha desarrollado una técnica de fabricación que reduce drásticamente el tiempo necesario para producir estructuras complejas de chips ópticos tridimensionales, de horas a segundos, eliminando potencialmente un importante obstáculo en la carrera global por comercializar la computación fotónica.
La técnica, desarrollada por el estudiante de doctorado Wang Yi y colegas del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China, en colaboración con la Universidad de Hong Kong y otras instituciones, utiliza un haz de iones amplio combinado con un enfoque de “origami” auto plegable para transformar simultáneamente miles de nanoestructuras bidimensionales en diseños tridimensionales.
Las técnicas tradicionales de haz de iones focalizados (FIB) crean estructuras ópticas una por una, convirtiendo la producción en un grave cuello de botella para la fabricación a escala comercial. El nuevo enfoque paralelo procesa una oblea completa de 100 milímetros (aproximadamente 4 pulgadas) en una sola operación, convirtiendo patrones bidimensionales en complejas arquitecturas tridimensionales en toda la superficie a la vez.
Los resultados son contundentes. El equipo reportó una uniformidad angular superior al 97% en toda la oblea, mientras que el tiempo de fabricación se redujo en más de dos órdenes de magnitud en comparación con los métodos basados en FIB. A pesar del aumento de velocidad, la técnica mantiene una precisión nanométrica adecuada para aplicaciones fotónicas.
El avance apunta a la fotónica integrada tridimensional de próxima generación para computación avanzada, comunicaciones y detección. El traslado de las estructuras ópticas a tres dimensiones permite diseños de chips más densos, reduce la interferencia de señal y posibilita funciones que son difíciles o imposibles de lograr con arquitecturas planares.
El cuello de botella de fabricación ha sido uno de los principales desafíos que frenan los chips fotónicos, que utilizan luz en lugar de señales eléctricas para procesar datos. Mientras que varias empresas, incluidas Intel, TSMC, Ayar Labs y Lightmatter en el sector comercial, e instituciones de investigación como Imec de Bélgica y NTT de Japón, compiten para avanzar en las tecnologías fotónicas, la escalabilidad de la producción se ha quedado rezagada respecto a la innovación en el diseño.
El avance del equipo chino aborda esta brecha directamente. “La tecnología proporciona una plataforma versátil para producir estructuras ópticas tridimensionales complejas al tiempo que reduce los cuellos de botella de fabricación”, señalaron los investigadores, posicionando el método como un puente entre los diseños fotónicos personalizados y la producción a gran escala.
El desarrollo se produce en medio de una intensificación de la competencia en la tecnología de chips fotónicos, que promete un mayor ancho de banda y un menor consumo de energía que los chips electrónicos convencionales, ventajas que se vuelven cada vez más importantes a medida que las cargas de trabajo de IA tensionan la infraestructura semiconductora existente.
Fuentes: China’s team develops faster way to manufacture complex 3D optical chips (Interesting Engineering, julio de 2026)
Traducido por Alessandra