Avances en comunicaciones más eficientes y de mayor ancho de banda en MIT

Un programa de investigación liderado por el MIT, denominado FUTUR-IC, se ha propuesto desarrollar microsistemas capaces de transmitir datos de manera sostenible con un mayor ancho de banda y eficiencia que los sistemas actuales. Desde su establecimiento en 2022, este proyecto ha logrado avances significativos en la integración de la electrónica y la fotónica dentro de microchips.

Entre los logros destacados se encuentra la creación de dispositivos que permiten una integración más sencilla entre la manipulación de datos eléctricos y ópticos. Estos microsistemas son pioneros en su tipo y prometen ser rentables, ya que pueden fabricarse utilizando equipos existentes en fundiciones electrónicas convencionales.

Anu Agarwal, líder del programa FUTUR-IC, mencionó durante un seminario web en abril que estas soluciones integradas podrían permitir un salto significativo en la capacidad de transmisión: “Podremos pasar de cientos de terabits por segundo a más de 1 petabit por segundo”. Este avance es crucial para enfrentar las crecientes demandas en el ámbito tecnológico.

Retos hacia la sostenibilidad

La producción actual de microchips genera aproximadamente 500 megatoneladas de emisiones equivalentes a dióxido de carbono al año, además de contribuir a más de 50 millones de toneladas anuales de desechos electrónicos. La creciente necesidad de centros de datos para procesos complejos podría consumir cerca del 10% del suministro eléctrico mundial para 2030. Agarwal ha enfatizado que este modelo no es sostenible ni escalable.

El enfoque del programa FUTUR-IC es integrar la fotónica con la electrónica, dado que el uso de luz para transmitir datos es mucho más eficiente energéticamente. Sin embargo, actualmente hay dificultades y costos elevados asociados con la conexión entre chips electrónicos y fotónicos dentro de un solo paquete debido a un ecosistema aún inmaduro para ópticas empaquetadas conjuntamente.

Nuevos dispositivos desarrollados

El equipo del MIT ha creado dos nuevos dispositivos destinados a facilitar esta integración: el acoplador evanescente, destacado en la portada del Advanced Engineering Materials, y el acoplador con índice graduado (GRIN), reportado en marzo del 2026 en el Journal of Physics: Photonics.

Además, un tercer acoplador fue desarrollado por un equipo dirigido por el profesor Juejun Hu. Estos acopladores representan los primeros equivalentes ópticos a los “bultos” metálicos utilizados para conexiones eléctricas entre chips. Hasta ahora, no existían opciones similares para fotónica.

Drew Weninger, autor principal sobre ambos acopladores, subraya que será necesario contar con ambos tipos: “tanto bultos metálicos como ópticos”, ya que algunos dispositivos requerirán señales eléctricas y ópticas simultáneamente.

Afrontando desafíos futuros

FUTUR-IC también se organiza en tres dimensiones clave: Tecnología, Innovación en la Cadena de Valor y Fuerza Laboral. En términos de innovación, han desarrollado una herramienta llamada Earthster, que ayuda a las empresas a evaluar su sostenibilidad ambiental mediante modelos visuales que muestran el uso energético y materiales involucrados en sus productos.

Agarwal destaca que esta herramienta permite identificar rápidamente los puntos críticos relacionados con las emisiones de carbono. Además, FUTUR-IC está comprometido con formar una nueva generación laboral enfocada en microchips avanzados a través de cursos online sobre eficiencia en recursos semiconductores y programas educativos dirigidos a K-12.

En conclusión, FUTUR-IC busca ofrecer soluciones valiosas para diversas industrias relacionadas con empaquetado, materiales o cadenas de suministro para centros de datos. Estos esfuerzos son esenciales para avanzar hacia un futuro más sostenible e innovador en tecnología microelectrónica.

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