中科院微電子所研究員王宇：盡早打通硅光芯片產(chǎn)業(yè)鏈

  “在大數據、人工智能等高度依賴(lài)數據帶寬、高算力的領(lǐng)域，高速、低功耗的硅光芯片將成為未來(lái)競爭的焦點(diǎn)?！比珖f(xié)委員、中科院微電子所研究員王宇對《中國科學(xué)報》說(shuō)。

  硅光芯片是基于硅晶圓開(kāi)發(fā)出的光子集成芯片，在尺寸、速率、功耗等方面具有獨特優(yōu)勢，可廣泛應用于光通信（5G）、數據中心、人工智能、醫療檢測、高階計算、自動(dòng)駕駛、國防等領(lǐng)域。其工藝與硅基微電子芯片基礎工藝兼容，可以與硅基微電子實(shí)現光電子3D集成芯片。因此，自Intel率先推出硅光芯片產(chǎn)品以來(lái)，硅光子技術(shù)受到極大關(guān)注。

  調研中，王宇發(fā)現國內外很多智庫都把硅光芯片列為后摩爾時(shí)代最被推崇的關(guān)鍵核心技術(shù)。硅光芯片有數千億美元的潛在市場(chǎng)，業(yè)內預計硅光子產(chǎn)業(yè)年復合增長(cháng)率均超過(guò)40%，并認為當前硅光芯片產(chǎn)業(yè)與上世紀80年代微電子芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段相同，正處于布局產(chǎn)業(yè)鏈、打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)的關(guān)鍵階段。

  Intel、IBM和NEC、NTT、Fujitsu等企業(yè)都針對硅光芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了布局，Marvell、思科、諾基亞等斥資百億美元先后并購Inphi、Acacia、Elenion等硅光領(lǐng)域的創(chuàng )新企業(yè)。

  在應用方面，Intel和思科已經(jīng)大量出貨硅光子高速收發(fā)模塊用于光通信和數據中心，蘋(píng)果公司即將在穿戴產(chǎn)品上實(shí)現硅光芯片無(wú)創(chuàng )血糖檢測，谷歌在未來(lái)幾年內將實(shí)現基于硅光芯片的激光雷達用于自動(dòng)駕駛。目前，Intel和臺積電均大力開(kāi)發(fā)硅光子制造工藝技術(shù)，已經(jīng)形成了較為完整的硅光芯片產(chǎn)業(yè)鏈。

  “我國在硅光器件研究方面與國際先進(jìn)國家同時(shí)起步，研究水平也相當?！蓖跤钫f(shuō)，“但在硅光芯片產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈方面，我們與發(fā)達國家和地區仍有較大差距?！?

  硅光芯片的巨大市場(chǎng)潛力，也帶動(dòng)了國內企業(yè)在該領(lǐng)域的投入，中興、華為、海信等積極進(jìn)行設計、模塊封裝和應用布局，形成了強勁的終端產(chǎn)品競爭力?！暗?A href="http://joq5k4q.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e7%a1%85%e5%85%89%e8%8a%af%e7%89%87&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">硅光芯片規?；圃飙h(huán)節是當前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，企業(yè)前期開(kāi)發(fā)和量產(chǎn)所需硅光芯片均依賴(lài)海外代工”。

  高端芯片制造嚴重依賴(lài)尖端光刻裝備，使得我國短時(shí)間內尚難以擺脫被“卡脖子”的局面。但王宇認為，硅光芯片制造以中端水平（65 nm ~110nm）的技術(shù)節點(diǎn)為基礎，硬件需求與我國當前裝備自主研發(fā)水平相適應，且投入比高端微電子芯片制造至少低一個(gè)量級，被“卡脖子”和資金的風(fēng)險低。

  針對前期微電子芯片制造過(guò)度炒作和爛尾狀況，相關(guān)部門(mén)出臺了包括“窗口指導”等限制政策和措施，有效地壓制了各地不顧實(shí)際一哄而上重復建設微電子芯片產(chǎn)線(xiàn)的現象。但由于未把握當前新興、快速增長(cháng)且嚴重缺失的硅光芯片產(chǎn)線(xiàn)與低水平重復建設的微電子芯片產(chǎn)線(xiàn)的差別，采取了“一刀切”的方式，把幾乎所有半導體芯片都納入其中，嚴重限制了光芯片產(chǎn)業(yè)項目的立項，不利于我國該領(lǐng)域健康發(fā)展并取得國際產(chǎn)業(yè)競爭力和話(huà)語(yǔ)權。

  對此，王宇建議根據產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和我國現狀，將硅光芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展明確列為政府支持范圍和名錄，鼓勵、支持相關(guān)企業(yè)、資本、團隊圍繞硅光芯片設計自動(dòng)化、量產(chǎn)制造等產(chǎn)業(yè)鏈空白環(huán)節加快投資、創(chuàng )業(yè)，積極引導地方政府創(chuàng )造政策和資源條件，支持、促進(jìn)項目落地見(jiàn)效，盡早打通產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現產(chǎn)業(yè)良性運營(yíng)和有序迭代，爭取國際競爭的先機和話(huà)語(yǔ)權。

  同時(shí)，出臺支持硅光芯片等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的傾斜政策和措施，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈積極布局相關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng )新，提升裝備、技術(shù)的自主供應能力，提高產(chǎn)業(yè)的競爭力。

  “硅光芯片量產(chǎn)線(xiàn)能提供自主研發(fā)裝備所需的驗證環(huán)境，因此還應大力支持通過(guò)硅光芯片量產(chǎn)線(xiàn)，驗證國產(chǎn)裝備、耗材，加快國產(chǎn)裝備和耗材的技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)應用?！蓖跤钫f(shuō)。