কেন?পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট হঠাৎ করেএত জনপ্রিয় হওয়া?

কিছুদিন আগে, এনভিআইডিআইএর প্রধান নির্বাহী জেন্সন হুয়াং বলেছিলেন যে পরবর্তী প্রজন্মের এআইঅবকাঠামোইচ্ছাপ্রয়োজনaবিশাল পরিমাণঅপটিক্যাল ইন্টারকানেকশন, যেমনতামা ক্যাবলআর দেখা করতে পারবে নাচাহিদা.

এটা আতঙ্কের কথা নয়।

আমরা আলোর জগতে প্রবেশ করছি

সঙ্গেদ্রুত উন্নয়নতথ্য প্রযুক্তি,বিশ্বব্যাপী তথ্যট্রাফিকক্রমবর্ধমানএক্সপোনেন্সিয়াল, এবংচাহিদাতথ্যের জন্যক্ষমতাএবংপ্রক্রিয়াকরণ সক্ষমতাঅব্যাহতউত্থানচালকঃউদীয়মানযেমন ৫জি যোগাযোগ, ইন্টারনেট অব থিংস, ক্লাউডকম্পিউটিং, বড়তথ্য, এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা, ঐতিহ্যগতবৈদ্যুতিনযোগাযোগ ব্যবস্থাক্রমশব্যান্ডউইথ বোতলঘাট এবং উচ্চ ক্ষমতা সম্মুখীনখরচচ্যালেঞ্জ

উচ্চ ব্যান্ডউইথ, কম প্রবাহের সুবিধা সহ অপটিক্যাল যোগাযোগ প্রযুক্তিক্ষতি, এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকহস্তক্ষেপ, এই চ্যালেঞ্জগুলির একটি মূল সমাধান হয়ে উঠেছে।

দ্যমৌলিকপরবর্তী প্রজন্মের এআই এর কারণঅবকাঠামোঅবশ্যইনির্ভর করেঅপটিক্যাল ইন্টারকানেকশনের উপর জোর দেওয়া হচ্ছে যে “ইন্টারকানেকশন প্রাচীর” প্রতিস্থাপিত হয়েছেকম্পিউটিংযখন জিপিইউ ক্লাস্টারগুলি কয়েক হাজার বা এমনকি শত হাজার কার্ডে স্কেল হয়, তখন একক-চ্যানেল তথ্যহারসরানো দিকে224G. শারীরিকস্তর,তামা ক্যাবলতারা আঘাত করছেসীমা আরোপিতদ্বারাত্বকইফেক্ট এবং ডিয়েলেক্ট্রিকক্ষতি,সংকোচনতাদেরকার্যকর ট্রান্সমিশন দূরত্বএটি তাদের স্কেল-আউট পূরণ করতে অক্ষম করে তোলেপ্রয়োজনীয়তাপাশ দিয়েসার্ভার র্যাক.

একই সময়ে, সমস্ত অপটিক্যাল ইন্টারকানেকশনগুলিহ্রাস করাশক্তিখরচ প্রতিইউনিট ব্যান্ডউইথ 40% এরও বেশি, যা তাদের সবচেয়েআশাব্যঞ্জকসমস্যা সমাধানের পথশক্তি-কার্যকারিতা সংকটএআই কারখানায়।

লিথিয়াম নিওবেট: একটি উপাদান যা অপেক্ষা করছিলদশকতার মুহূর্তের জন্য

ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল মডুলেটর, বা ইওএম, মূলউপাদানঅপটিক্যাল কমিউনিকেশন সিস্টেমে।প্রধানফাংশনরূপান্তরএবং মডুলেটবৈদ্যুতিক সংকেতঅপটিক্যালসংকেততাদের পারফরম্যান্সসরাসরি প্রভাবিতদ্যট্রান্সমিশনগতি, ক্ষমতাখরচ,সংকেতগুণমান, এবংস্থিতিশীলতাএরসম্পূর্ণযোগাযোগ ব্যবস্থা।

সামগ্রিকঅপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগ ব্যবস্থার গঠন

লিথিয়াম নিওবেট, বা LiNbO3, একটি সমালোচনামূলক ইলেক্ট্রো-অপটিক উপাদান। এর চমৎকার ইলেক্ট্রো-অপটিক প্রভাবের সাথে, তুলনামূলকভাবে উচ্চ ভাঙ্গন সূচক প্রায় ২।2প্রায় ৩৫০ এনএম থেকে ৫ মাইক্রনমিটার পর্যন্ত বিস্তৃত স্বচ্ছতার উইন্ডো এবং শক্তিশালী রাসায়নিক স্থিতিশীলতার সাথে, এটি দীর্ঘকাল ধরে ফোটনিক সম্প্রদায়ের মধ্যে ০ অপটিক্যাল সিলিকন হিসাবে বিবেচিত হয়েছে।ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল মডুলেটরগুলিতে লিথিয়াম নিওবেট ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে.

তবে, যদিও লিথিয়াম নিওবেট সিস্টেম স্তরে অপরিহার্য ছিল, এটি প্রায় তিন দশক ধরে চিপ-স্তরের সংহতকরণের তরঙ্গের সময় মূলত পিছনে ছিল।

এর কারণ হল ঐতিহ্যবাহী বাল্ক লিথিয়াম নিওবেট মডুলেটরগুলির সীমাবদ্ধতা। এই ডিভাইসগুলি আলোর ফেজ বা তীব্রতা নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহার করে অপটিক্যাল সংকেতগুলি মডুলেট করে।কিন্তু, উপাদানটির শারীরিক বৈশিষ্ট্য এবং প্রচলিত প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতার কারণে, বাল্ক লিথিয়াম নিওবেট তরঙ্গপথগুলি সাধারণত মিলিমিটার থেকে সেন্টিমিটার স্কেলে থাকে।এটি অপটিক্যাল ক্ষেত্র এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দক্ষতা সীমাবদ্ধ, যার অর্থ কার্যকর মডুলেশনের জন্য প্রায়শই বেশ কয়েকটি ভোল্ট থেকে কয়েক ডজন ভোল্ট পর্যন্ত উচ্চ ড্রাইভিং ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়।

উপরন্তু, ডিভাইসের বড় আকার সিলিকন ফোটনিক্স প্ল্যাটফর্মগুলির সাথে একীভূত করা কঠিন করে তোলে, চিপ-স্তরের অপটোইলেকট্রনিক সিস্টেমে এর প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে।ঐতিহ্যবাহী প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিগুলিও তুলনামূলকভাবে উচ্চ তরঙ্গপথের ট্রান্সমিশন ক্ষতির ফলে, যা ডিভাইসের দক্ষতা এবং দীর্ঘ দূরত্বের ট্রান্সমিশন পারফরম্যান্সকে আরও সীমাবদ্ধ করে।

ফলস্বরূপ, সিলিকন ফোটনিক্স, ইনপি, এবং সিআইএন-এর মতো প্ল্যাটফর্ম দ্রুত বৃদ্ধি পেতে শুরু করে।যখন লিথিয়াম নিওবেটকে একসময় চমৎকার পারফরম্যান্সের সাথে দুর্বল স্কেলাবিলিটি এবং কম ইন্টিগ্রেশন ঘনত্বের সাথে একটি উপাদান হিসাবে দেখা হত.

পাতলা ফিল্মের প্রযুক্তি এসেছিল ঠিক তখনই যখন শিল্পের এটির প্রয়োজন ছিল

পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট (টিএফএলএন) প্রযুক্তির পরিপক্কতার সাথে সাথে এই পরিবর্তন ঘটে।

পাতলা-ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট একটি “লিথিয়াম নিওবেট” আইসোলেটর “সাবস্ট্রেট” বিচিত্র কাঠামোর উপর ভিত্তি করে তৈরি।উন্নত উত্পাদন কৌশল যেমন স্ফটিক আয়ন slicing এবং রাসায়নিক যান্ত্রিক পোলিশিং মাধ্যমে, একক-ক্রিস্টাল লিথিয়াম নিওবেট পাতলা ফিল্মগুলি বাল্ক উপাদান থেকে পৃথক করা যেতে পারে এবং সিলিকন, সাফির বা সিলিকন ডাই অক্সাইডের মতো স্তরগুলিতে স্থানান্তরিত হতে পারে।

বাল্ক লিথিয়াম নিওবেটের তুলনায়, পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট অনেক শক্তিশালী অপটিক্যাল সীমাবদ্ধতার সাথে সাবমাইক্রন স্কেলে তরঙ্গপথ কাঠামো সক্ষম করে।এটি অপটিক্যাল এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দক্ষতা ব্যাপকভাবে উন্নত, প্রায়শই কয়েক ডজন বার, যার ফলে ড্রাইভিং ভোল্টেজ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় এবং ডিভাইসের আকার হ্রাস পায়।

উপরন্তু, পাতলা-ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেটের কম সংক্রমণ ক্ষতি দীর্ঘ দূরত্বের ফোটনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলিতে এটিকে অনন্য সুবিধা দেয়।সিলিকন ভিত্তিক প্ল্যাটফর্মগুলির সাথে এর সামঞ্জস্যতা ভিন্ন ভিন্ন ইন্টিগ্রেটেড ফোটনিক্সের জন্য একটি নতুন রুট প্রদান করে.

লিথিয়াম নিওবেট একক স্ফটিক পাতলা ফিল্ম, উৎসঃ Jinan Jingzheng Electronics Co., Ltd.

একটি প্রযুক্তি জনপ্রিয় হয়ে উঠুক বা না হোক, তা নির্ভর করে তা কতটা ভাল এবং যুগের সঠিক অ্যাপ্লিকেশন চাহিদা প্রদান করে কিনা।

বেশ কয়েকটি মূল পারফরম্যান্স সূচক পর্যালোচনা করলে এটা স্পষ্ট হয়ে যায় যে 1.6T এবং 3.2T যুগে TFLN কেন আক্রমণাত্মকভাবে গ্রহণ করা হচ্ছেঃ

1. ব্যান্ডউইথঃসহজে ১০০ গিগাহার্টজ অতিক্রম করে এবং ২০০ গিগাহার্টজের দিকে এগিয়ে যাচ্ছে।
2. বিদ্যুৎ খরচঃমাত্র কয়েক ডজন ফেমটোজুল প্রতি বিট।
3. সিগন্যালের গুণমান:নিম্ন সন্নিবেশ ক্ষতি, অত্যন্ত কম চিৎকার, এবং চমৎকার রৈখিকতা.
4. বহুমুখিতা:একটি একক প্ল্যাটফর্ম ইলেক্ট্রো-অপটিক, নন-লিনিয়ার এবং কোয়ান্টাম ফোটনিক ফাংশন সমর্থন করতে পারে।

শিল্পের চাহিদার দৃষ্টিকোণ থেকে, এআই কম্পিউটিং শক্তি বিস্ফোরকভাবে বৃদ্ধি পাচ্ছে। ডেটা সেন্টার অপটিক্যাল ইন্টারকানেকশনগুলি দ্রুত 400G থেকে 800G, 1.6T, এমনকি 3.2T এ আপগ্রেড করছে।ঠিক এই যুগের জন্যই পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট তৈরি করা হয়েছিল.

উদাহরণস্বরূপ, আজকের অত্যন্ত আলোচিত কো-প্যাকেজড অপটিক্স বা সিপিও।সিপিও সামনের প্যানেল প্লাগযোগ্য মডিউল থেকে অপটিক্যাল ইঞ্জিনটি সরাসরি সুইচ চিপ বা এএসআইসির মতো একই প্যাকেজ সাবস্ট্র্যাটে সরিয়ে দেয়এনভিআইডিআইএ তার স্পেকট্রাম-এক্স এবং কোয়ান্টাম সিরিজের জন্য সিপিও সমাধানগুলির ব্যাপক উত্পাদন করার পরে, পরিমাপ করা ফলাফলগুলি চমকপ্রদ ছিলঃ সন্নিবেশের ক্ষতি প্রায় 22 ডিবি থেকে প্রায় 4 ডিবি পর্যন্ত হ্রাস পেয়েছে,সিগন্যাল অখণ্ডতা প্রায় 63 গুণ উন্নত, এবং সিস্টেমের অপটিক্যাল শক্তি দক্ষতা 5 গুণ পর্যন্ত বৃদ্ধি পেয়েছে।

তবে, সিপিও কেবলমাত্র বিদ্যমান অপটিক্যাল মডিউলগুলিকে একটি নতুন স্থানে স্থানান্তরিত করার বিষয় নয়। প্যাকেজ ভলিউমটি নাটকীয়ভাবে হ্রাস পায়, শক্তি বাজেট হাড়ে হ্রাস পায়,তাপীয় অবস্থার আরো কঠোর হয়ে ওঠেএবং বৈদ্যুতিক পরিবেশ অত্যন্ত চাহিদাপূর্ণ হয়ে ওঠে। অপটিক্যাল ইঞ্জিনের প্রতিটি উপাদান তার শারীরিক সীমাবদ্ধতার দিকে ধাক্কা দেয়।

এই নতুন সীমাবদ্ধতার অধীনেই পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট ঠিক সঠিক সময়ে এসেছিল। এটি একটি "পারফরম্যান্সের রেঙ্কমার্ক" থেকে একটি "ইঞ্জিনিয়ারিং প্রয়োজনীয়তা" তে বিকশিত হয়েছে।

অন্য কথায়, পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে কেবল এটি পাতলা হয়ে যাওয়ার কারণে নয়,কিন্তু কারণ এআই কম্পিউটিং অবকাঠামো অবশেষে পর্যায়ে পৌঁছেছে যেখানে এটি একটি কাঠামোগত লোড বহনকারী প্রযুক্তি হিসাবে TFLN প্রয়োজন.

এই কারণেই আমরা দেখছি যে এনভিআইডিআইএ কোহারেন্ট এবং লুমেন্টামের মতো কোম্পানিতে ৪ বিলিয়ন ডলার বিনিয়োগ করছে,দুটি কোম্পানি একসাথে বিশ্বের উচ্চ-শেষ পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট মডুলেটর বাজারের প্রায় ৮০% অংশীদার.