خلال العقود الماضية كانت الشرائح الإلكترونية تقريباً المحرك الرئيسي لكل جهاز رقمي، من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر وصولاً إلى خوادم الذكاء الاصطناعي. لكن مع النمو المستمر في حجم البيانات في حواسيب اليوم، لجأ الباحثون ومصنعو الشرائح بشكل متزايد إلى نهج آخر لنقل ومعالجة المعلومات: الضوء.
وفقاً لتقارير إيتنا ونقلاً عن Interesting Engineering، هنا تدخل الشرائح الضوئية إلى الساحة. هذه الشرائح بدلاً من الاعتماد على الإشارات الكهربائية تستخدم الفوتونات ومكونات بصرية دقيقة للتحكم في الضوء.
تبنى الشرائح الإلكترونية على مكونات شبه موصلة، وبخاصة الترانزستورات. يُستخدم السيليكون على نطاق واسع بسبب قدرته على التحكم الدقيق في خواصه الكهربائية، مما يتيح تصنيع مليارات المفاتيح الصغيرة في دائرة متكاملة واحدة.
بناءً على ذلك، تُجري هذه الترانزستورات العمليات عن طريق تشغيل وإطفاء الإشارات الكهربائية، وتخزن وتعالج المعلومات؛ نهج بالغ النضج ويظل أساس الحوسبة المعاصرة.
المشكلة أن نقل كميات هائلة من المعلومات كهربائياً يولد طاقة وحرارة كبيرة؛ وهو أمر اكتسب أهمية متزايدة في مراكز البيانات حيث يتعين على المعالجات تبادل كميات هائلة من البيانات بشكل مستمر.
الشرائح الضوئية، التي تُسمى أيضاً الدوائر المتكاملة الضوئية، تستخدم الضوء بدلاً من الإشارة الكهربائية لبعض أو كل وظائفها، ويمكن أن تحتوي على مكونات مثل الليزر، دليلات الموجة، المعدّلات، المرشحات والمستقبلات الضوئية.
ومن الجدير بالذكر أن هذه الشرائح لا تتخلى بالضرورة عن الإلكترونيات، لأن العديد من الأنظمة لا تزال بحاجة إلى دوائر إلكترونية للتحكم في المكونات الضوئية وتحويل الإشارات بين الحالتين؛ وهذه الميزة جعلت الفوتونيات السليكونية جذابة لأنها تجمع مزايا التصنيع السليكوني مع المكونات الضوئية.