滬重大科技專項“矽光”平台將於下半年全線貫通

國內首條專用矽光子中試線將於今年6月完成核心設備進場，並於今年年底前全線貫通。屆時，它將為上海打通矽光產業鏈，提供工藝探索的試驗田。這是記者從昨天在江蘇省南通市開幕的光電子－新微技術論壇獲得的消息。

遵循“摩爾定律”發展的集成電路產業，正日益受到物理極限瓶頸的製約。整個產業從大約十幾年前，開始了“超越摩爾”的探索。近幾年，隨著通信數據量的增大，通過銅電纜傳輸數據速度慢、能耗大的短板日漸突出，用傳輸快、能耗小的光纖來替代銅纜，成為公認的產業發展趨勢。

中國科學院士、中國科學院上海微係統與信息技術研究所所長王曦介紹，當光纖充當起“高鐵”的角色，完成大量數據的遠程傳輸時，就需要大量光電轉換的設備，將電信號轉變為光信號進行長途傳輸，再將傳輸到目的地的光信號轉回電信號，在目的地進行各種處理。於是，一門新興的學科———矽基光子學應運而生，它所要研究的是讓原先隻奔跑電子的矽芯片，也能讓光子在其中工作。

這涉及大量科學問題，比如光的調製、頻域的選擇、信號的試錯糾錯、器件壽命等等。其中，“在矽芯片上生長出激光器”難度最大，是矽基光子學“皇冠上的明珠”。

“然而，這一旦實現，將對行業產生顛覆性影響。”微係統所所長助理、上海新微科技集團秦曦介紹，目前，這一技術尚未真正實現，英特爾、IBM等光通信和半導體企業，以及美國麻省理工學院（MIT）等高校，都在爭分奪秒地進行研發。“因為它可將矽光器件的尺寸比傳統方案縮小100倍，還能實現批量生產，使矽光芯片賣到‘白菜價’。”他說，這一天到來之時，現有光纖企業如果不能順利實現技術升級，就必將被時代所淘汰。

從國家層麵來看，早在2009年，國家自然科學基金委就布局了前瞻性課題開展基礎研究。中國科學院半導體研究所副所長祝寧華介紹，國家在“十二五”“十三五”時期，均開展了相關課題研究。去年1月，34位院士提出盡快啟動“光電子器件及集成重點專項”的建議。

如今，上海在全國率先邁出了基礎研究與產業並舉，發展矽光產業的一步。去年下半年，上海市重大科技專項“矽光子專用技術平台”啟動。

其流片工藝線僅部分開通，就已不斷接到來自國內外企業、科研機構、高校用戶的訂單。

項目負責人、微係統所研究員餘明斌介紹，該平台將於今年6月完成核心設備進場，並於年底前完成全線調試。“利用我們的集成工藝技術，在合作夥伴的工藝線上所完成的流片產品，經測試其性能達到了國際一流水準。而且周期比國外流片縮短了一半。”有用戶稱讚這條工藝線是“國內矽光產業的及時雨”。

餘明斌表示，該專項的最終目的是要扶植起20－30家矽光企業，使上海地區具有從流片平台、光路電路設計、高性能芯片、矽光模塊到產業應用的全鏈條覆蓋。

有數據顯示，全球2015年的矽光器件市場還隻有400萬美元，預計到2025年則將增長到15億美元，年複合增長率達到45％，這一市場估算還主要來自用於數據中心的產品更替。而未來，矽光器件還能在高靈敏探測、無人駕駛等諸多涉及國計民生的領域有更廣泛的應用。

餘明斌說，目前國際上的矽光子技術還尚未定型，中國與世界前沿差距不過三四年，隻要基礎研究與產業同時發力，抓住產業升級的重大機遇，一改矽芯片產業的“跟跑”狀態，實現“並跑”乃至“領跑”的可能性相當大。

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