硅光子市級重大專(zhuān)項獲突破具備流片能力 首條研發(fā)中試線(xiàn)年內建成

  ICCSZ訊 去年，上海市政府將硅光子列入首批市級重大專(zhuān)項，投入大量經(jīng)費，布局硅基光互連芯片研發(fā)和生產(chǎn)。而今，很多業(yè)內人士感嘆，上海真是未雨綢繆，因為硅基光互連芯片是新一代通信芯片，國內通信企業(yè)已在這種器件上被卡了脖子。

  近日從市科委獲悉，張江實(shí)驗室牽頭承擔的硅光子市級重大專(zhuān)項在工藝技術(shù)方面取得突破，具備了光芯片流片能力。預計今年年內，我國第一條硅光子研發(fā)中試線(xiàn)將在滬建成。這一專(zhuān)項志在上海打造硅光子芯片全產(chǎn)業(yè)鏈，掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，讓國內企業(yè)擺脫對國外光芯片供應商的依賴(lài)。

  構建全球硅光子研發(fā)中心

  硅光子市級重大專(zhuān)項技術(shù)負責人、中科院上海微系統與信息技術(shù)研究所研究員余明斌介紹，光芯片在全球方興未艾，正在逐步取代傳統的電芯片，成為通信芯片的主流。在芯片方寸之間，電傳輸為何會(huì )被光傳輸取代?他解釋說(shuō)，大量電子在高密度電路里運動(dòng)時(shí)，會(huì )使器件發(fā)熱，還會(huì )產(chǎn)生電磁損耗，這就影響了芯片的速度、功耗等性能。與之相比，光的運動(dòng)要“輕盈”得多——速度全宇宙最快，運動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生熱量，而且多路光線(xiàn)能在同一個(gè)時(shí)空里運動(dòng)并保持各自的獨立性，從而大幅節省信號傳輸通道。

  正因為光的優(yōu)越物理特性，在通信領(lǐng)域，光纜正在取代電纜;光芯片也開(kāi)始取代電芯片，在硅基材料上實(shí)現光信號的傳輸。目前，光芯片的產(chǎn)業(yè)化尚處于早期階段，光芯片供應商在全球只有為數不多的幾家，全部在美國。

  2015年，中科院院士、張江實(shí)驗室主任王曦了解到新加坡微電子研究院(IME)的硅光子研發(fā)情況。IME是與比利時(shí)微電子研究中心(IMEC)齊名的集成電路共性技術(shù)全球研發(fā)中心，這兩家單位都建有硅光子研發(fā)中試線(xiàn)，吸引各國研發(fā)機構和企業(yè)到那里中試流片。那時(shí)，王曦有了一個(gè)構想：上海微技術(shù)工業(yè)研究院也要建一條硅光子研發(fā)中試線(xiàn)，成為全球的另一個(gè)研發(fā)中心。

  市科委對這個(gè)構想進(jìn)行論證后，提出上海要形成完整的硅基光互連芯片產(chǎn)業(yè)鏈，打造世界級硅光子基地。去年，硅光子被列入首批市級重大專(zhuān)項。

  打造硅光子芯片全產(chǎn)業(yè)鏈

  如今，我國第一條硅光子研發(fā)中試線(xiàn)正在緊鑼密鼓地建設。去年9月在上海嘉定區通線(xiàn)的8英寸“超越摩爾”研發(fā)中試線(xiàn)是其中一部分，另一部分的設備還在采購過(guò)程中。預計今年年內，“超越摩爾”研發(fā)中試線(xiàn)的硅光子設備將投入運行。所謂“超越摩爾”，是指非數字、多元化半導體技術(shù)與產(chǎn)品可以在成熟的工藝生產(chǎn)線(xiàn)上研發(fā)，無(wú)需遵循摩爾定律，即無(wú)需在工藝尺寸上越做越小。

  時(shí)不我待，雖然一些設備還沒(méi)到位，但余明斌早已開(kāi)始帶領(lǐng)團隊研發(fā)配套的工藝技術(shù)?！霸O備是硬件，工藝技術(shù)可算是軟件?！庇嗝鞅蟾嬖V記者，“在購買(mǎi)硬件過(guò)程中，我們要抓緊把軟件開(kāi)發(fā)好。這樣硬件到位后，硅光子研發(fā)中試線(xiàn)就能立馬為客戶(hù)提供服務(wù)?！边€有一個(gè)好消息是，他通過(guò)人脈關(guān)系找到了合作方，將一條工藝生產(chǎn)線(xiàn)用于開(kāi)發(fā)光芯片。這條生產(chǎn)線(xiàn)已流片成功，正在為一些客戶(hù)服務(wù)。硅光子研發(fā)中試線(xiàn)通線(xiàn)后，上海微技術(shù)工研院將具備為大量客戶(hù)服務(wù)的能力。

  市科委副主任干頻介紹，硅光子重大專(zhuān)項由張江實(shí)驗室牽頭，國內一批企業(yè)、高校和科研院所參與，通過(guò)擴展上海微技術(shù)工研院這一研發(fā)與轉化功能型平臺的功能，突破硅基光互連芯片和器件的共性關(guān)鍵技術(shù)，從而吸引各方資源，力爭使上海成為硅基光電子這一戰略領(lǐng)域技術(shù)新發(fā)明、產(chǎn)業(yè)新方向的重要策源地。

  “我們要在上海打造全產(chǎn)業(yè)鏈，包含芯片設計、制造、封裝、測試等各個(gè)環(huán)節?！庇嗝鞅笳f(shuō)。據透露，承擔重大專(zhuān)項產(chǎn)業(yè)鏈下游子項目的上海企業(yè)都有銷(xiāo)售額指標，如上海圭博通信技術(shù)有限公司的指標是：替代進(jìn)口硅光子芯片，年銷(xiāo)售額1億人民幣，成本、工藝優(yōu)于傳統技術(shù)。對此，圭博公司項目團隊很有信心，因為全球光芯片市場(chǎng)方興未艾、供不應求，目前每片晶圓售價(jià)高達1.5萬(wàn)美元以上，如果掌握了產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵核心技術(shù)，就不必擔心市場(chǎng)業(yè)績(jì)。

  除了通信，光芯片還能用于激光雷達、平行計算、大規模光開(kāi)關(guān)、三維光電集成等具有巨大發(fā)展潛力的前沿項目，成為自動(dòng)駕駛、新一代計算機、超高清電視等領(lǐng)域的核心部件。隨著(zhù)硅光子市級重大專(zhuān)項的推進(jìn)，上海有望涌現出一系列成果。王曦表示，專(zhuān)項團隊會(huì )通過(guò)建立高效的項目管理機制、加強戰略規劃研究、進(jìn)一步開(kāi)放協(xié)同等舉措，以全球視野實(shí)施重大專(zhuān)項，早日將上海打造成世界級硅光子基地。