В России начались работы по созданию фотонных устройств для телекома

МонокльHi-Tech

Чипы тянутся к свету

В России начались работы по созданию фотонных устройств для телекома. Но от фотоники ждут большего — новых скоростей передачи информации и колоссальной экономии энергии

Наталья Быкова

Новейшая электроника в Россию всегда поставлялась из-за рубежа, но в последние годы геополитические расклады не позволяют рассчитывать на стабильный импорт. EPA/hannibal Hanschke

В Зеленограде готовят площадку для производства фотонных интегральных схем (ФИС), которые будут применяться в трансиверах — устройствах для приема и передачи данных в сетевом оборудовании. Трансиверы преобразуют оптический сигнал в электрический, проводят его оцифровку и превращают в обычный информационный поток. Они незаменимы в оптических каналах связи, в которых информация передается посредством импульсов света.

Оптические линии, в свою очередь, — это прогрессивное настоящее телекома. Оптоволокно дает десятикратное или даже стократное преимущество в скорости и объеме передачи информации по сравнению с традиционными медными проводами и, несмотря на более высокую себестоимость, скоро полностью вытеснит медь из сегмента, поскольку потребность в передаче все большего объема данных — особенно для начинающего глобальный взлет интернета вещей — постоянно растет.

Распространенность оптоволоконных каналов сегодня можно считать индикатором уровня развития телекоммуникационных сетей. Россия, впрочем, здесь отстает от мировых лидеров. Оптические кабели протянуты в городах-миллионниках, но далеко не по всей территории страны. По данным на июль 2023 года, в РФ проложено всего 0,56 км оптоволокна на душу населения — примерно такие же показатели Китай демонстрировал десять лет назад.

Для развития сети оптических линий — а такие планы, конечно, записаны в стратегии Минцифры — нужна соответствующая инфраструктура. Компоненты для нее в Россию всегда поставлялись из-за рубежа, но в последние годы новые геополитические расклады не позволяют рассчитывать на стабильный импорт. А значит, есть стимул для развития импортозамещения. Опытное производство трансиверов планируется запустить в Зеленограде в 2025 году. Техническое задание на проект фотонных интегральных схем готовил Зеленоградский нанотехнологический центр (ЗНТЦ), он же впоследствии станет производить ФИС и трансиверы. Подрядчиками выступили 10 научных предприятий — изготовителей ключевых элементов: лазера, фотоприемника из германиевых слоев и электронных компонентов для обработки оптического сигнала. Несмотря на то что каждый из этих этапов российские ученые будут проходить впервые, сложностей возникнуть не должно. По словам руководителя технологического направления интегральной фотоники ЗНТЦ Константина Певчих, «сегодняшние цели не прорывные, а догоняющие, четко ложащиеся в сегмент локализации и технологической независимости». Но компания обещает, что это только начало. Созданный год назад в Москве межотраслевой кластер фотоники, участниками которого стали ЗНТЦ, «Кибертех», «Технополис», Московский институт электронной техники, «Сколтех» и еще порядка 40 организаций, нацелен именно на прорывы. Кстати, в этот же период европейский фонд Photon Ventures выделил подразделение PhotonDelta, которое уже привлекает государственные и частные инвестиции для сотен стартапов, работающих над созданием фотонных чипов. Вокруг фотонных технологий сейчас много хайпа, и связан он отнюдь не с сетями 6G и сверхбыстрым интернетом, а с прогнозируемым взрывным ростом вычислительных мощностей компьютеров для обработки задач искусственного интеллекта.

Мощность и энергия

Необходимость «фотонной революции» очевидна: для обучения нейросетей нужны все более производительные чипы, а прогресс микроэлектроники, движимый простым увеличением числа транзисторов на интегральной схеме, приближается к физическому пределу. По данным PitchBook, в 2021 году стартапы, которые специализируются на кремниевой фотонике, привлекли 750 млн долларов инвестиций — вдвое больше, чем в 2020 году, и в 42 раза больше, чем в 2016-м. Старший аналитик компании по новым технологиям Брендан Берк ожидает, что фотонные процессоры станут использоваться в центрах обработки данных уже в 2025 году, заняв к этому времени объем рынка, эквивалентный 3 млрд долларов, с перспективой быстрого роста.

Главный ожидаемый профит инновации — увеличение скорости обработки информации минимум на четыре порядка. В фотонных процессорах для передачи и обработки данных используются не электроны, а фотоны (традиционные металлические соединения в чипах потребуется заменить на световые волноводы). Они передают информацию буквально со скоростью света — около 300 тыс. километров в секунду, в то время как скорость электрического импульса по чипу определяется временем перезарядки цепи и оказывается в 20–30 раз меньше. Кроме того, частота оптического излучения позволяет создать большее число каналов связи, а следовательно, производить больше операций в секунду.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Лев Толстой как на духу Лев Толстой как на духу

Переиздана книга Дарьи Еремеевой 2017 года о графе Льве Толстом

Монокль
«Я всегда побеждаю»: как французская актриса Сара Бернар сделала себя сенсацией «Я всегда побеждаю»: как французская актриса Сара Бернар сделала себя сенсацией

История суперзвезды рубежа XIX-го и XX веков Сары Бернар

Forbes
Четвёртый закон робототехники Четвёртый закон робототехники

Какие следствия для ИИ должны вытекать из Четвертого закона робототехники?

Наука и жизнь
Прививка от аллергии АСИТ — как она работает? Прививка от аллергии АСИТ — как она работает?

Вместо того чтобы смягчать симптомы аллергии, можно устранить причину

СНОБ
Теория права: сбывшиеся теории заговоров Теория права: сбывшиеся теории заговоров

Пять неочевидных подтверждений того, что в каждой сказке – лишь доля сказки

Правила жизни
Патриотизм «подлинный» и «показной» Патриотизм «подлинный» и «показной»

Некогда мы гордились тем, что считали себя самой читающей страной

Дилетант
Эрдоган зажат между интересами США и Британии Эрдоган зажат между интересами США и Британии

Политический кризис в Турции может серьезно встряхнуть государство и регион

Монокль
Русско-американские отношения в XIX веке. Часть 2 Русско-американские отношения в XIX веке. Часть 2

Какими были отношения США и России накануне войны между Севером и Югом

Наука и техника
Ученые говорят, что наши мышцы стареют не так быстро, как нам кажется Ученые говорят, что наши мышцы стареют не так быстро, как нам кажется

У пожилых людей мышечные повреждения после спортивных нагрузок не так серьезны

ТехИнсайдер
8 вещей, которые нашатырный спирт сделает идеально чистыми 8 вещей, которые нашатырный спирт сделает идеально чистыми

Аммиак — один из самых мощных и недорогих бытовых очистителей

VOICE
Как научиться принимать комплименты Как научиться принимать комплименты

Почему бывает трудно принимать комплименты и как с этим справиться

Inc.
Еда с повышенным содержанием расходов Еда с повышенным содержанием расходов

Что толкает цены на продовольствие вверх

Эксперт
«Двойка» за хорошее поведение «Двойка» за хорошее поведение

BMW M2 Gran Coupe: баварское купе, которое на самом деле седан

Автопилот
Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине

Одиночество — это не пустота, а пространство для наполнения своей жизни смыслами

Psychologies
Культура сбережений: зачем откладывать на завтра то, что можно потратить сегодня? Культура сбережений: зачем откладывать на завтра то, что можно потратить сегодня?

Зачем каждому гражданину нужно выработать у себя привычку делать сбережения?

Наука и техника
Исследователи обнаружили, что черные дыры могут помочь в процветании жизни, а не положить ей конец Исследователи обнаружили, что черные дыры могут помочь в процветании жизни, а не положить ей конец

Черные дыры могут быть не такими губительными для жизни, как предполагалось

Inc.
В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз

Сравнительная анатомия – старая наука, интеллектуальный опыт которой очень богат

Знание – сила
Сарацинка, воительница, христианка Сарацинка, воительница, христианка

В эпоху джахилийи у разных племен бедуинов положение женщин различалось

Знание – сила
Новый поход ветеранов Троянской войны Новый поход ветеранов Троянской войны

Филистимляне и троянцы против египетских фараонов

Знание – сила
Новости науки Новости науки

Обнаруженная в ранней Вселенной грандиозная галактика и другие новости науки

Знание – сила
Как сохранить близость с детьми, даже когда они становятся взрослыми Как сохранить близость с детьми, даже когда они становятся взрослыми

Если вы хотите, чтобы ваши дети всегда доверяли вам, следуйте этим советам

Inc.
Гладкая мускулатура самолета – электродвигатели Гладкая мускулатура самолета – электродвигатели

Как выглядят авиационные электродвигатели, где установлены и как управляются?

Наука и техника
«У художника нет цели — только путь» «У художника нет цели — только путь»

Зорикто Доржиев о том, как искать себя в легендах и находить на Christie’s

Weekend
Система Юпитера: Ганимед и Каллисто Система Юпитера: Ганимед и Каллисто

Что делает Ганимед и Каллисто очень интересными космическими телами?

Наука и техника
Весна в облигациях Весна в облигациях

Бизнес не намерен снижать программы по капитальным инвестициям

Ведомости
Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики

Как перовскитные солнечные элементы сделают энергетическую систему экологичнее?

Наука и техника
Водяные козлы – аристократы саванн Водяные козлы – аристократы саванн

«Водяных козлов я часто встречал в восточноафриканской саванне»

Знание – сила
Земля ратного подвига Земля ратного подвига

Щит России: чем живёт и развивается Белгородская область сегодня

Отдых в России
Если все тряпки закончились: 5 предметов домашнего обихода, которыми можно вытирать пыль Если все тряпки закончились: 5 предметов домашнего обихода, которыми можно вытирать пыль

Чем, кроме тряпки, можно эффективно удалить пыль с любой поверхности

ТехИнсайдер
Город нереализованных генпланов Город нереализованных генпланов

Нижний Новгород — лоскутное одеяло из обрывков больших проектов

Weekend
Открыть в приложении