沪重大科技专项“硅光”平台将于下半年全线贯通

国内首条专用硅光子中试线将于今年6月完成核心设备进场，并于今年年底前全线贯通。届时，它将为上海打通硅光产业链，提供工艺探索的试验田。这是记者从昨天在江苏省南通市开幕的光电子－新微技术论坛获得的消息。

遵循“摩尔定律”发展的集成电路产业，正日益受到物理极限瓶颈的制约。整个产业从大约十几年前，开始了“超越摩尔”的探索。近几年，随着通信数据量的增大，通过铜电缆传输数据速度慢、能耗大的短板日渐突出，用传输快、能耗小的光纤来替代铜缆，成为公认的产业发展趋势。

中国科学院士、中国科学院上海微系统与信息技术研究所所长王曦介绍，当光纤充当起“高铁”的角色，完成大量数据的远程传输时，就需要大量光电转换的设备，将电信号转变为光信号进行长途传输，再将传输到目的地的光信号转回电信号，在目的地进行各种处理。于是，一门新兴的学科———硅基光子学应运而生，它所要研究的是让原先只奔跑电子的硅芯片，也能让光子在其中工作。

这涉及大量科学问题，比如光的调制、频域的选择、信号的试错纠错、器件寿命等等。其中，“在硅芯片上生长出激光器”难度最大，是硅基光子学“皇冠上的明珠”。

“然而，这一旦实现，将对行业产生颠覆性影响。”微系统所所长助理、上海新微科技集团秦曦介绍，目前，这一技术尚未真正实现，英特尔、IBM等光通信和半导体企业，以及美国麻省理工学院（MIT）等高校，都在争分夺秒地进行研发。“因为它可将硅光器件的尺寸比传统方案缩小100倍，还能实现批量生产，使硅光芯片卖到‘白菜价’。”他说，这一天到来之时，现有光纤企业如果不能顺利实现技术升级，就必将被时代所淘汰。

从国家层面来看，早在2009年，国家自然科学基金委就布局了前瞻性课题开展基础研究。中国科学院半导体研究所副所长祝宁华介绍，国家在“十二五”“十三五”时期，均开展了相关课题研究。去年1月，34位院士提出尽快启动“光电子器件及集成重点专项”的建议。

如今，上海在全国率先迈出了基础研究与产业并举，发展硅光产业的一步。去年下半年，上海市重大科技专项“硅光子专用技术平台”启动。

其流片工艺线仅部分开通，就已不断接到来自国内外企业、科研机构、高校用户的订单。

项目负责人、微系统所研究员余明斌介绍，该平台将于今年6月完成核心设备进场，并于年底前完成全线调试。“利用我们的集成工艺技术，在合作伙伴的工艺线上所完成的流片产品，经测试其性能达到了国际一流水准。而且周期比国外流片缩短了一半。”有用户称赞这条工艺线是“国内硅光产业的及时雨”。

余明斌表示，该专项的最终目的是要扶植起20－30家硅光企业，使上海地区具有从流片平台、光路电路设计、高性能芯片、硅光模块到产业应用的全链条覆盖。

有数据显示，全球2015年的硅光器件市场还只有400万美元，预计到2025年则将增长到15亿美元，年复合增长率达到45％，这一市场估算还主要来自用于数据中心的产品更替。而未来，硅光器件还能在高灵敏探测、无人驾驶等诸多涉及国计民生的领域有更广泛的应用。

余明斌说，目前国际上的硅光子技术还尚未定型，中国与世界前沿差距不过三四年，只要基础研究与产业同时发力，抓住产业升级的重大机遇，一改硅芯片产业的“跟跑”状态，实现“并跑”乃至“领跑”的可能性相当大。

（来源：文汇报）