IT之家 10 月 6 日消息，據(jù)湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室消息，2024 年 9 月，九峰山實(shí)驗(yàn)室成功點(diǎn)亮集成到硅基芯片內(nèi)部的激光光源，這也是該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的首次成功實(shí)現(xiàn)，九峰山實(shí)驗(yàn)室再次在硅光子集成領(lǐng)域取得里程碑式突破性進(jìn)展。
此項(xiàng)成果采用九峰山實(shí)驗(yàn)室自研異質(zhì)集成技術(shù)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜工藝過(guò)程，在 8 寸 SOI 晶圓內(nèi)部完成了磷化銦激光器的工藝集成。
九峰山實(shí)驗(yàn)室介紹稱(chēng)：
該技術(shù)被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為“芯片出光”，它使用傳輸性能更好的光信號(hào)替代電信號(hào)進(jìn)行傳輸，是顛覆芯片間信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄危诵哪康氖墙鉀Q當(dāng)前芯間電信號(hào)已接近物理極限的問(wèn)題。對(duì)數(shù)據(jù)中心、算力中心、CPU / GPU 芯片、AI 芯片等領(lǐng)域?qū)⑵鸬礁镄滦酝苿?dòng)作用。
▲ 顯微鏡下，片上光源芯片的光輸出視頻 基于硅基光電子集成的片上光互連，被認(rèn)為是在后摩爾時(shí)代突破集成電路技術(shù)發(fā)展所面臨的功耗、帶寬和延時(shí)等瓶頸的理想方案。而業(yè)界目前對(duì)硅光全集成平臺(tái)的開(kāi)發(fā)最難的挑戰(zhàn)在于對(duì)硅光芯片的“心臟”，即能高效率發(fā)光的硅基片上光源的開(kāi)發(fā)和集成上。該技術(shù)是我國(guó)光電子領(lǐng)域在國(guó)際上僅剩不多的空白環(huán)節(jié)。
九峰山實(shí)驗(yàn)室硅光工藝團(tuán)隊(duì)與合作伙伴協(xié)同攻關(guān)，在 8 寸硅光晶圓上異質(zhì)鍵合 III-V 族激光器材料外延晶粒，再進(jìn)行 CMOS 兼容性的片上器件制成工藝，成功解決了 III-V 材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生長(zhǎng)、材料與晶圓鍵合良率低，及異質(zhì)集成晶圓片上圖形化與刻蝕控制等難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)近十年的追趕攻關(guān)，終成功點(diǎn)亮片內(nèi)激光，實(shí)現(xiàn)“芯片出光”。
▲ 九峰山實(shí)驗(yàn)室 8 寸硅基片上光源芯片晶圓 相較于傳統(tǒng)的分立封裝外置光源和 FC 微組裝光源，九峰山實(shí)驗(yàn)室片上光源技術(shù)能有效解決傳統(tǒng)硅光芯片耦合效率不夠高、對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)準(zhǔn)精度不夠好的工藝問(wèn)題，突破了制作成本高、尺寸大、難以大規(guī)模集成等量產(chǎn)瓶頸。
▲ 九峰山實(shí)驗(yàn)室 8 寸硅基片上光源芯片晶圓
IT之家查詢(xún)公開(kāi)資料獲悉，2023 年 3 月，聚焦化合物半導(dǎo)體研發(fā)與創(chuàng)新的湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室正式投入運(yùn)營(yíng)。運(yùn)行一年來(lái)，九峰山實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了 8 寸中試線(xiàn)通線(xiàn)運(yùn)行，首批晶圓（高精密光柵）成功下線(xiàn)，全球首片 8 寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓下線(xiàn)。
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