O Futuro das Comunicações: Pesquisadores do MIT Avançam em Sistemas Micros* com Bandwidth Elevado e Eficiência Energética

Avanços Tecnológicos Inovadores

Um programa de pesquisa liderado pelo MIT, intitulado FUTUR-IC, tem como objetivo a criação de microsistemas que possam transmitir dados de maneira sustentável, com maior largura de banda e eficiência. Desde sua criação em 2022, o projeto conquistou várias inovações significativas, incluindo a invenção de dispositivos que melhoram a integração de eletrônica, que manipula dados com eletricidade, e a fotônica, que faz o mesmo com luz.

Os microsistemas desenvolvidos são os primeiros do gênero e prometem se mostrar custo-efetivos, pois podem ser fabricados utilizando equipamentos existentes nas fundições eletrônicas tradicionais e casas de embalagem. “Nossas soluções integradas eletrônicas-fotônicas disruptivas permitirão que avancemos de [transmitir dados a] centenas de terabits por segundo para mais de 1 petabit por segundo”, afirma Anu Agarwal, líder do projeto, durante um webinar em abril.

A Importância da Sustentabilidade

Com a produção de dispositivos eletrônicos gerando aproximadamente 500 megatoneladas de emissões de gases de efeito estufa em 2021 e mais de 50 milhões de toneladas de lixo eletrônico anualmente, a necessidade de sistemas que abordem questões de eficiência de recursos tornou-se crucial. “Isso não é escalável nem sustentável”, reitera Agarwal.

O FUTUR-IC é financiado pela National Science Foundation Convergence Accelerator com o intuito de enfrentar essa crise energética. Uma solução proposta é integrar fotônica com eletrônica, pois a transmissão de dados usando luz é significativamente mais eficiente em termos energéticos.

Novas Inovações: Covariantes Ópticos

Atualmente, a conexão entre chips eletrônicos e seus equivalentes fotônicos dentro de um único pacote é complexa e dispendiosa. Como parte da busca por novas soluções, dois novos dispositivos foram desenvolvidos por meio do FUTUR-IC: o evanescent coupler e o graded index coupler (GRIN).

Esses dispositivos são as primeiras opções “ópticas de solda” que permitem conexões entre chips fotônicos. Essa nova tecnologia é essencial porque permitirá que os chips fotônicos trabalhem de maneira sinérgica com os eletrônicos, utilizando ambos os sinais elétricos e ópticos.

O Papel do Earthster na Sustentabilidade

Outra vertente do FUTUR-IC é a inovação na cadeia de valor. Uma ferramenta desenvolvida é o Earthster, que ajuda empresas a identificar sua eficiência energética, uso de materiais e sustentabilidade ambiental. “Com o Earthster, um fornecedor pode rapidamente identificar os pontos críticos de suas emissões de carbono e começar a minimizá-los”, explica Agarwal.

Preparando o Futuro

O FUTUR-IC também está empenhado na formação de uma nova força de trabalho para a próxima geração de microchips. Isso inclui a introdução de cursos online sobre eficiência de recursos em semicondutores, aprendizado baseado em jogos, academias de verão e bootcamps práticos.

Agarwal concluiu seu webinar, destacando que o FUTUR-IC visa beneficiar uma ampla gama de indústrias. “Se você é um fornecedor de embalagens, um fornecedor de materiais ou está na cadeia de suprimentos para data centers, o FUTUR-IC pode agregar valor”.