සිලිකන් පරිපථයෙන් ඔබ්බට පරිගණක ලොව ගෙනයන නැනෝෆොටොනික්ස් තාක්ශණය

නැනෝෆොටොනික්ස් යනු නැනෝ පරාසයේ, එනම් මීටරයකින් 1 / 1,000,000,000ක ප්‍රමාණයේ ක්ශුද්‍ර පරිපථ තුල ආලෝකය හැසිරෙන ආකාරය විස්තර කරන විද්‍යාවයි. දැන් අයි.බී.ම්, ඉන්ටෙල් වැනි අධිතාක්ශණික සමාගම් මෙම තාක්ශණය වැඩි දියුණු කරමින් සිටින්නේ නුදුරු අනාගතයේදී මෙම සමාගම්වල ප්‍රධාන නිශ්පාදනය වන සිලිකන් පරිපථ හා ඒ මත බිහිවන පරිගණක ක්ශුද්‍රකරණයේ (miniaturization) උපරිම සීමාවට එනම් නැනෝමීටර් 7 සීමාවට වේගයෙන් ලඟාවෙමින් සිටීම නිසයි.

ක්ශුද්‍රපරිපථ නිර්මාණය කලදා සිට ඉන්ටෙල්, අයිබීඑම් හා වෙනත් පරිගණක සමාගම් සිය සිලිකන් පරිපථ ක්‍රමාණුකූලව ක්ශුද්‍රකරමින් හැකිතාක් ට්‍රාන්සිස්ටර් හා වෙනත් ඉලෙක්ට්‍රොණික පරිපථ මෙම කුඩා සිලිකන් පෙතිවල අසුරමින් සිය ක්ශුද්‍රපරිපථවල ධාරිතාවය වැඩිකරමින් සිටියා. ඔවුන් නිර්මාණය කල සිලිකන් චිපයන්ගේ ඉලෙක්ට්‍රොණික සංඥා ගෙනයන පරිපථ කෙමෙන් කුඩාවෙමින් තිබූ අතර දැන් එය නැනෝමීටර් 22 තරම් කුඩාවෙමින් තිබෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස Intel Core i7 මයික්‍රෝචිපය නිර්මාණය කොට ඇති SandyBridge Microarchitecture ක්ශුද්‍රපරිපථ තාක්ශණය නැනෝමීටර් 22 ප්‍රමාණයේ සිලිකන් පරිපථ වනවා.

මෙම පරිපථවල ප්‍රමාණය හා විදුලිය පාරිභෝජනය අවමයේ තබාගන්නා ගමන් ඒවායේ ගණන බලය (processing power) වැඩිකිරීමට නම් තවතවත් ට්‍රාන්සිස්ටර් මෙම පරිපථ තුලට ඇතුලු කලයුතු වනවා. එනම් එම ට්‍රාන්සිස්ටර් හා ඒවාවෙත දත්ත ගෙනයන පරිපථ තවත් කුඩාකල යුතුවනවා. සිලිකන් පරිපථ තාක්ශණයේ විශේෂඥයින් පවසන්නේ මෙම කුඩා කිරීමේ සීමාව නැනෝමීටර් 7 පමණවන විට අවසන්වන බවයි. ඊට වඩා පරිපථ කුඩාකල හොත් ඒවායේ ක්‍රියාකාරිත්වය අහඹුවනබව (unpredictable) ඔවුන් පවසනවා.

මෙම ගැටලුවට විවිධාකාරයෙන් විසඳුම් යෝජනාවී ඇති අතර අයි.බී.එම්, ඉන්ටෙල් වැනි සමාගම් මේ සඳහා නැනෝෆොටොනික්ස් තාක්ශණය ආධාරයෙන් සිලිකන් නැනෝ ෆොටොනික්ස් හෙවත් සිලිකන් පරිපථ මත ඉතාක්ශුද්‍ර නැනෝ මීටර් පරිමාවේ ආලෝකය ගෙනයා හැකි පරිපථ නිර්මාණය කරමින් සිටිනවා.

Cross-sectional view of an IBM Silicon Nanophotonics chip combining optical and electrical circuits

මෙම පර්යේෂකයින් පවසන ආකාරයට ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරන විදුලි පරිපථ වෙනුවට ලේසර් වැනි ආලෝක ධාරාවකට නැනෝමීටර් 7ට වඩා කුඩා පරිපථවල ගමන් කරමින් නිරවද්‍යතාවයකින් දත්ත සම්ප්‍රේෂණය කල හැකියි. තනිකරම ආලෝකයෙන් ක්‍රියාත්මක වන ට්‍රාන්සිස්ටර් හා වෙනත් ඉලෙක්ට්‍රොණික පරිපථ තැනිය හැකි තාක්ශණය දැනට බිහිවී ඇතත් ඉන්ටෙල්, අයිබීඑම් වැනි සමාගම සිලිකන් පරිපථ නිර්මාණය හා නිශ්පාදනය සඳහා ආයෝජනය කොට ඇති ඩොලර් බිලියන් සියගණන මෙවැනි තාක්ශණයකට පරිවර්තනය වීමේදී අපතේ යනවා. එබැවි එම සමාගම් ඔවුන්ගේ සිලිකන් තාක්ශණය හා බද්ධව ක්‍රියාකල හැකි silicon nanophotonics තාක්ශණය කෙරෙහි විශ්වාසය තබමින් සිටිනවා.

View of a portion of an IBM chip showing blue optical waveguides transmitting high-speed optical signals and yellow copper wires carrying high-speed electrical signals. IBM Silicon Nanophotonics technology is capable of integrating optical and electrical circuits side-by-side on the same chip.

ලැබෙන වාර්තා අනුව අයි.බී.එම් සමාගම පමණක් ඉදිරි වසර 5 තුලදී නැනෝ ෆොටොනික්ස් තාක්ශණය දියුණු කිරීමට ඩොලර් බිලියන 3ක මුදලක් වෙන්කොට තිබෙනවා. අයි.බී.එම් පරිගණක විද්‍යාඥයින් දැනටමත් එකම සිලිකන් චිපයක් මත ආලෝකයෙන් ක්‍රියාත්මක වන පරිපථ හා විදුලි පරිපථ එකට බද්ධකොට සුමටව ක්‍රියාත්මක වන තාක්ශණයක් ලෙස වඩි දියුණු කොට තිබෙනවා.