បដិវត្តន៍ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺស៊ីលីកុន（ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ Si）
ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺស៊ីលីកុនទាំងអស់បដិវត្តន៍ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ Si), ការសម្តែងលើសពីប្រពៃណី
ដោយសារភាពស្មុគស្មាញកាន់តែខ្លាំងឡើងនៃគំរូបញ្ញាសិប្បនិម្មិត និងបណ្តាញសរសៃប្រសាទជ្រៅ ចង្កោមកុំព្យូទ័របានបង្កើនតម្រូវការខ្ពស់លើការទំនាក់ទំនងបណ្តាញរវាងឧបករណ៍ដំណើរការ អង្គចងចាំ និងណូដកុំព្យូទ័រ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បណ្តាញប្រពៃណីនៅលើបន្ទះឈីប និងអន្តរបន្ទះឈីបដែលផ្អែកលើការតភ្ជាប់អគ្គិសនីមិនអាចបំពេញតម្រូវការកើនឡើងសម្រាប់កម្រិតបញ្ជូន ភាពយឺតយ៉ាវ និងការប្រើប្រាស់ថាមពលបានទេ។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាកកស្ទះនេះ បច្ចេកវិទ្យាភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងអុបទិកជាមួយនឹងចម្ងាយបញ្ជូនវែង ល្បឿនលឿន គុណសម្បត្តិប្រសិទ្ធភាពថាមពលខ្ពស់ បានក្លាយជាក្តីសង្ឃឹមនៃការអភិវឌ្ឍនាពេលអនាគតបន្តិចម្តងៗ។ ក្នុងចំណោមនោះ បច្ចេកវិទ្យាហ្វូតូនិកស៊ីលីកុនដែលផ្អែកលើដំណើរការ CMOS បង្ហាញពីសក្តានុពលដ៏អស្ចារ្យដោយសារតែការរួមបញ្ចូលខ្ពស់ តម្លៃទាប និងភាពត្រឹមត្រូវនៃដំណើរការ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសម្រេចបាននូវឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺដែលមានដំណើរការខ្ពស់នៅតែប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាប្រឈមជាច្រើន។ ជាធម្មតា ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺត្រូវរួមបញ្ចូលសម្ភារៈដែលមានគម្លាតក្រុមតូចចង្អៀត ដូចជា germanium (Ge) ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការរកឃើញ ប៉ុន្តែវាក៏នាំឱ្យមានដំណើរការផលិតស្មុគស្មាញជាងមុន ថ្លៃដើមខ្ពស់ និងទិន្នផលមិនទៀងទាត់ផងដែរ។ ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺស៊ីលីកុនទាំងអស់ដែលបង្កើតឡើងដោយក្រុមស្រាវជ្រាវសម្រេចបានល្បឿនបញ្ជូនទិន្នន័យ 160 Gb/s ក្នុងមួយឆានែលដោយមិនប្រើប្រាស់សារធាតុ germanium ជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនបញ្ជូនសរុប 1.28 Tb/s តាមរយៈការរចនាឧបករណ៍បង្កើតសំឡេងរោទ៍មីក្រូពីរប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិត។
ថ្មីៗនេះ ក្រុមស្រាវជ្រាវរួមគ្នាមួយនៅសហរដ្ឋអាមេរិកបានបោះពុម្ពផ្សាយការសិក្សាប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតមួយ ដោយប្រកាសថាពួកគេបានបង្កើត photodiode avalanche ដែលផលិតពីស៊ីលីកុនទាំងអស់ដោយជោគជ័យ (ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ APD) បន្ទះឈីប។ បន្ទះឈីបនេះមានមុខងារចំណុចប្រទាក់ពន្លឺអេឡិចត្រូនិចល្បឿនលឿនបំផុត និងតម្លៃទាប ដែលត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងសម្រេចបានការផ្ទេរទិន្នន័យច្រើនជាង 3.2 Tb ក្នុងមួយវិនាទីនៅក្នុងបណ្តាញអុបទិកនាពេលអនាគត។
របកគំហើញបច្ចេកទេស៖ ការរចនាឧបករណ៍បំពងសំឡេងមីក្រូរោទ៍ពីរ
ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺបែបប្រពៃណីច្រើនតែមានភាពផ្ទុយគ្នាដែលមិនអាចផ្សះផ្សាគ្នាបានរវាងកម្រិតបញ្ជូន និងការឆ្លើយតប។ ក្រុមស្រាវជ្រាវបានកាត់បន្ថយភាពផ្ទុយគ្នានេះដោយជោគជ័យដោយប្រើការរចនាឧបករណ៍រំញ័រមីក្រូចិញ្ចៀនពីរ និងទប់ស្កាត់ការឆ្លងកាត់រវាងឆានែលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ លទ្ធផលពិសោធន៍បង្ហាញថាឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺស៊ីលីកុនទាំងអស់មានការឆ្លើយតប 0.4 A/W ចរន្តងងឹតទាបដល់ 1 nA កម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ 40 GHz និងការឆ្លងចរន្តអគ្គិសនីទាបបំផុតតិចជាង −50 dB។ ដំណើរការនេះអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺពាណិជ្ជកម្មបច្ចុប្បន្នដែលផ្អែកលើវត្ថុធាតុដើមស៊ីលីកុន-ហ្សឺម៉ាញ៉ូម និង III-V។
សម្លឹងមើលទៅអនាគត៖ ផ្លូវឆ្ពោះទៅរកការច្នៃប្រឌិតថ្មីក្នុងបណ្តាញអុបទិក
ការអភិវឌ្ឍដោយជោគជ័យនៃឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺស៊ីលីកុនទាំងអស់មិនត្រឹមតែលើសពីដំណោះស្រាយបែបប្រពៃណីក្នុងបច្ចេកវិទ្យាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាថែមទាំងសម្រេចបាននូវការសន្សំសំចៃប្រហែល 40% នៃថ្លៃដើម ដែលបើកផ្លូវសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវបណ្តាញអុបទិកល្បឿនលឿន និងតម្លៃទាបនាពេលអនាគត។ បច្ចេកវិទ្យានេះឆបគ្នាយ៉ាងពេញលេញជាមួយនឹងដំណើរការ CMOS ដែលមានស្រាប់ មានទិន្នផល និងទិន្នផលខ្ពស់ខ្លាំង ហើយត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងក្លាយជាសមាសធាតុស្តង់ដារនៅក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាហ្វូតូនិកស៊ីលីកុននាពេលអនាគត។ នាពេលអនាគត ក្រុមស្រាវជ្រាវមានគម្រោងបន្តធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការរចនា ដើម្បីកែលម្អអត្រាស្រូបយក និងដំណើរការកម្រិតបញ្ជូនរបស់ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺបន្ថែមទៀត ដោយកាត់បន្ថយកំហាប់ដូប និងកែលម្អលក្ខខណ្ឌនៃការផ្សាំ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ការស្រាវជ្រាវក៏នឹងស្វែងយល់ពីរបៀបដែលបច្ចេកវិទ្យាស៊ីលីកុនទាំងអស់នេះអាចត្រូវបានអនុវត្តចំពោះបណ្តាញអុបទិកនៅក្នុងចង្កោម AI ជំនាន់ក្រោយ ដើម្បីសម្រេចបាននូវកម្រិតបញ្ជូន សមត្ថភាពធ្វើមាត្រដ្ឋាន និងប្រសិទ្ធភាពថាមពលខ្ពស់ជាងមុន។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ៣១ ខែមីនា ឆ្នាំ ២០២៥