Un estudio del IEEE destaca cómo la impresión por microtransferencia puede dar lugar a la fotónica de silicio avanzada

La fotónica de silicio se ha convertido en una tecnología prometedora para abordar el ancho de banda y los cuellos de botella de la latencia de las interconexiones eléctricas convencionales y, por lo tanto, se está explorando para futuras infraestructuras de inteligencia artificial. Sin embargo, la integración heterogénea de múltiples sistemas de materiales sigue siendo un desafío. Ahora, los investigadores muestran cómo la impresión por microtransferencia puede permitir una integración heterogénea altamente versátil para ampliar la funcionalidad de la fotónica de silicio, allanando el camino para sistemas fotónicos avanzados.

El rápido crecimiento de la inteligencia artificial y la infraestructura informática relacionada ha expuesto el ancho de banda limitado de las interconexiones eléctricas convencionales en los circuitos integrados como un importante cuello de botella para el rendimiento del sistema. La fotónica de silicio, que transmite datos utilizando fotones en lugar de electrones, ha surgido como un enfoque prometedor para superar el ancho de banda y las limitaciones de latencia. La plataforma ahora se utiliza ampliamente para circuitos integrados fotónicos (PIC), particularmente en aplicaciones de telecomunicaciones y datacom.

Una fuerza importante de la fotónica de silicio radica en su compatibilidad con la tecnología estándar complementaria de semiconductores de óxido metálico (CMOS), lo que permite la fabricación escalable de PIC utilizando la infraestructura de semiconductores existente. Sin embargo, esto también introduce una limitación fundamental. La infraestructura de fabricación de CMOS es altamente especializada y optimizada y, por lo tanto, no puede integrar materiales no estándar. Los materiales semiconductores convencionales del grupo IV no pueden satisfacer todos los requisitos de los sistemas fotónicos avanzados, particularmente para funciones tales como la generación de luz en chip. Materiales como los semiconductores III-V y el niobato de litio (LiNbO3) pueden proporcionar estas capacidades, destacando la necesidad de enfoques de integración heterogéneos para ampliar la funcionalidad de la fotónica de silicio.

Un nuevo estudio publicado en Journal of Lightwave Technology el 30 de abril de 2026 destaca la impresión por microtransferencia (MTP) como un enfoque prometedor para la realización de la integración heterogénea en la fotónica de silicio. "Entre los diversos enfoques que se persiguen para permitir la integración heterogénea a escala de obleas, el MTP es una técnica emergente altamente versátil que combina los beneficios del ensamblaje a nivel de matriz con el procesamiento a escala de oblea", explica Ir. Ye Chen de la Universidad de Gante - imec, Bélgica.

El estudio destaca las limitaciones de las técnicas de integración heterogéneas existentes antes de describir cómo MTP puede abordar varios de estos desafíos. El proceso de MTP comienza con la fabricación de dispositivos de película delgada, llamados cupones, en una oblea de fuente densa, seguido de grabado selectivo de una capa de liberación de sacrificio. A continuación, se utiliza un sello elastomérico para recoger e imprimir múltiples dispositivos en una oblea objetivo. Finalmente, el adhesivo o la unión directa asegura los dispositivos en su lugar, permitiendo la cointegración sin costura de diversos sistemas de materiales en plataformas fotónicas de silicio de área grande.

En particular, una de las principales ventajas de MTP es su amplia compatibilidad de materiales, que permite integrar múltiples sistemas de materiales dentro de una única arquitectura. Esto permite que los chiplets individuales se optimicen de forma independiente utilizando los procesos de fabricación más adecuados antes de la integración, al tiempo que mantienen la compatibilidad con plataformas fotónicas basadas en CMOS.

Las demostraciones recientes del proceso MTP incluyen un motor fotónico de silicio totalmente integrado capaz de procesar señales ópticas y de microondas utilizando láseres de fosfuro de indio (InP); láseres de arsenuro de galio integrados con guías de ondas de nitruro de silicio para aplicaciones en realidad virtual, tecnologías cuánticas y fotónica de microondas; láseres InP de ancho estrecho de línea estrecha ampliamente sintonizable integrados con guías de ondas de nitruro de silicio (Si3N4) para la detección y alcance de luz coherentes

El estudio también presenta una nueva línea piloto centrada en el desarrollo de aspectos clave de MTP para la fabricación industrial de gran volumen. Además, los autores describen varios desafíos restantes, incluido el rendimiento, la confiabilidad, el rendimiento y la necesidad de un ecosistema de fabricación robusto y escalable, junto con posibles soluciones para algunos de estos problemas.

"La tecnología MTP todavía se encuentra en sus primeras etapas de aplicación comercial; sin embargo, creemos que los avances consistentes pronto conducirán a la fabricación industrial a gran escala, allanando el camino para la fotónica de silicio avanzada que beneficiará a varias industrias", concluye Ir. Chen.