O silício volta a brilhar: um novo artigo revela seu potencial

Fotônica – é uma área que promete mudar radicalmente as tecnologias avançadas ao usar a luz (infravermelho ou espectro visível) como meio de transmissão. No entanto, os guias de ondas fotônicos e os circuitos lógicos costumam ser vários ordens de magnitude maiores do que os componentes eletrônicos de silício correspondentes. Isso cria grandes dificuldades quando se considera o uso da fotônica para cálculos intensivos, por exemplo, treinamento de grandes modelos de linguagem (LLM). Redes neurais profundas exigem centenas de bilhões e até trilhões de operações de multiplicação matricial; se cada uma dessas multiplicações for realizada em um nó físico separado de um processador fotônico, o volume de equipamento necessário ultrapassará quaisquer limites razoáveis.

Além disso, a fabricação de circuitos fotônicos em grande escala exigirá todo o ciclo tecnológico: silício – material que já está quase perfeito na microeletrônica, mas não é adequado para organizar e processar infravermelho devido à sua natureza não polar. Portanto, mesmo os protótipos mais promissores de computadores fotônicos permanecem caros, volumosos e difíceis de produzir.

Por que a fotônica de silício ainda desperta otimismo?
1. Não linearidade do silício

Quando um elétron transita entre estados livres e de valência com emissão de fóton, ocorrem perdas energéticas e temporais adicionais, tornando os lasers de silício extremamente ineficientes.

2. Soluções híbridas

Para criar circuitos integrados ópticos quânticos (QIC, PIC) usa-se tecnologia híbrida: guias de ondas e contornos lógicos são fabricados em placas de silício sobre isolante (SOI), enquanto mini‑e nano lasers vêm de materiais mais adequados para emissão direta. Isso faz com que os QIC sejam não apenas maiores do que circuitos integrados eletrônicos tradicionais, mas também significativamente mais caros de produzir.

3. Sensibilidade econômica dos LLM

Grandes modelos de linguagem modernos dependem fortemente do custo do “hardware” em que operam. Circuitos híbridos geralmente perdem para soluções monolíticas em termos de custo unitário.

4. Problema de escalabilidade de materiais de emissão direta

Usar semicondutores de emissão direta para todos os componentes (guias, contornos e lasers) exigiria um ciclo de investimento de décadas em uma indústria totalmente nova de microprocessadores – praticamente impossível nas condições macroeconômicas atuais.

Por que a ramificação de silício da fotônica ainda é considerada promissora
O silício é o segundo elemento mais abundante na Terra, e a humanidade já trabalha com ele há mais de meio século. Isso o torna atraente para o desenvolvimento de novas tecnologias:

- Infraestrutura existente – milhões de fábricas, especialistas e fornecedores de componentes.
- Potencial de integração – possibilidade de combinar fotônica com processadores de silício existentes.

Em abril de 2026, pesquisadores da Universidade da Califórnia (nome não divulgado) apresentaram uma nova abordagem que pode acelerar significativamente o desenvolvimento da fotônica de silício e torná-la mais competitiva em relação às soluções híbridas.

Conclusão:

A fotônica promete uma revolução nas tecnologias avançadas, mas ainda enfrenta barreiras técnicas e econômicas significativas. A fotônica de silício continua sendo um dos caminhos mais realistas para seu avanço graças à infraestrutura já existente e à experiência com o material. Novas pesquisas em 2026 podem mudar o equilíbrio entre soluções híbridas e monolíticas, abrindo novas possibilidades para cálculos fotônicos em larga escala.