摘要:刚刚,在深圳举办的第26届中国国际光电博览会上,国家信息光电子创新中心发布——全国产化12寸硅光全流程套件(PDK/ADK/TDK)。
9月11日,据中国光谷消息,刚刚,在深圳举办的第26届中国国际光电博览会上,国家信息光电子创新中心发布——全国产化12寸硅光全流程套件(PDK/ADK/TDK)。
这一突破标志着我国在硅光芯片领域首次实现从设计、制造、测试到封装工艺的全流程标准化,可支撑全国产硅光芯片大规模量产。
采用全流程套件生产的12寸硅光芯片
硅光技术是将传统微电子芯片与光子学融合的技术,也就是把电子元件和光学元件“挤”在同一片芯片上。相比传统微电子芯片,硅光芯片传输速率更高、功耗更低,是5G/6G、AI算力网络、量子信息等领域的底层技术,还可以绕开对EUV光刻机的依赖,实现芯片领域“换道超车”。
“有了全流程套件,芯片研发的各环节就能统一使用标准化‘语言’,实现设计即测试、测试完成即封装,避免重复验证,缩短研发周期,降低制造成本。”国家信息光电子创新中心硅光技术部经理陈代高介绍,这一技术成果性能已达到量产要求,正支撑龙头企业进行高速硅光芯片的试产。
值得注意的是,就在去年同一时间,2024年9月,湖北九峰山实验室在硅光子集成领域取得里程碑式突破性进展,实验室成功点亮集成到硅基芯片内部的激光光源,这也是该项技术在国内的首次成功实现。该技术被命名为"芯片出光",相较外置光源方案提升耦合效率与集成规模,解决了制作成本高、尺寸大等量产难题。
此次发布套件的机构,国家信息光电子创新中心位于光谷,2017年获工信部批复成立,承载解决我国信息光电子制造业“关键和共性技术协同研发”及“实现首次商业化”的战略任务,着力破解信息光电子“缺芯”的局面。
2023年9月21日,湖北印发加快“世界光谷”建设行动计划的通知。其中明确提出,搭建国际领先的硅光芯片创新平台。支持武汉新芯、国家信息光电子创新中心、九峰山实验室、江城实验室等单位建设国内首个12英寸商用硅光芯片创新平台,构建国内领先、国际一流的硅光芯片供应能力并实现硅光产品上量生产,同步加快硅基化合物异质集成能力应用,建立该领域世界领先的技术体系。
2024年底前完成硅光工艺平台通线和工艺设计套件(PDK)开发。到2025年,完成12英寸基础硅光流片工艺开发,形成国际领先的硅光晶圆代工和生产制造能力。到2030年,打造12英寸硅基光电融合工艺线,建成全球前三的硅光芯片特色工艺线,器件性能达到国际领先,形成广泛的光电子芯片加工能力。
据介绍,全流程套件刚一发布,已有超过20家企业与国家信息光电子创新中心达成初步合作意向。
硅光芯片的发展可以追溯到20世纪60年代,当时美国贝尔实验室首次提出“集成光学”的概念。然而,在此后的几十年里,由于工艺技术的限制以及市场需求的不足,硅光芯片始终未能走出实验室阶段。直到21世纪,英特尔等企业开始进入硅光领域协助突破发展,硅光子技术开始进入产业化技术突破阶段。2008年后,Luxtera、英特尔等公司开始推出商用硅光集成产品,硅光芯片开始正式进入市场化阶段。
近年来,随着人工智能的发展,数据中心的扩张速度加快,这推动了对算力的需求呈现爆发式增长。传统的电互连技术由于带宽限制和能耗问题而面临严峻挑战。在此背景下,硅光芯片凭借其高集成度、低功耗以及超高速率的特点,逐渐成为光通信产业格局重塑的关键技术。
据统计,全球数据中心每年产生的数据流量已达到泽字节(Zettabyte)级别,传统的铜缆连接方式在长距离传输中面临严重的信号衰减问题,而光纤通信虽然具备高带宽优势,但其高昂的成本限制了大规模普及。
硅光芯片通过将光电转换功能集成到单一芯片上,既保留了光纤通信的高带宽特性,又大幅降低了系统复杂性和部署成本。以800G光模块为例,采用硅光技术的产品相比传统方案可节省约30%的功耗,同时体积缩小40%以上。这些优势使其成为云计算厂商和电信运营商的首选方案。
此外,尽管硅光芯片最初主要应用于数据中心和长距离通信等高端市场,但随着技术的成熟和成本的下降,其应用场景正在迅速扩展至多个新兴领域。硅光子技术正逐步成为智能驾驶、光计算及消费电子领域突破性创新的核心驱动力。
据权威机构预测,2025年全球硅光芯片市场规模将突破80亿美元,中国厂商已在这场技术革命中展现出强劲竞争力。
来源:卓乎科技一点号