該成果標(biāo)志著我國(guó)在高端光電子核心器件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“技術(shù)跟跑”到“產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑”的歷史性跨越，為量子科技自主可控發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)能。

　　中試線建設(shè)高效推進(jìn)，成果轉(zhuǎn)化加速落地

　　上海交大無(wú)錫光子芯片研究院自2022年12月啟動(dòng)國(guó)內(nèi)首條光子芯片中試線建設(shè)以來(lái)，聚焦“研發(fā)-驗(yàn)證-量產(chǎn)”一體化布局，歷時(shí)不到兩年實(shí)現(xiàn)中試平臺(tái)全流程貫通。

　　2024年9月，中試線正式啟用，具備從芯片設(shè)計(jì)、加工、封裝、測(cè)試到系統(tǒng)集成的全鏈條能力。

　　而此次首片晶圓成功下線，標(biāo)志著該中試平臺(tái)正式具備高性能光子芯片的規(guī)?；圃炷芰?，為國(guó)產(chǎn)高端光子器件技術(shù)打通產(chǎn)業(yè)化通道。

　　攻克行業(yè)“卡脖子”難題，打通晶圓級(jí)工藝流程

　　薄膜鈮酸鋰(LiNbO?)作為當(dāng)前最具潛力的光電材料之一，憑借超快電光效應(yīng)、高帶寬、低功耗等優(yōu)勢(shì)，在5G通信、光互連、量子計(jì)算等前沿領(lǐng)域備受關(guān)注。

　　然而，由于材料本身脆性大，實(shí)現(xiàn)大尺寸晶圓制備及量產(chǎn)工藝長(zhǎng)期面臨三大技術(shù)挑戰(zhàn)：納米級(jí)加工精度控制、薄膜沉積均勻性保障以及刻蝕速率一致性調(diào)控。

　　為攻克上述難題，CHIPX依托國(guó)內(nèi)首條光子芯片中試線，配置了110余臺(tái)國(guó)際先進(jìn)CMOS工藝設(shè)備，覆蓋光刻、薄膜沉積、等離子刻蝕、濕法腐蝕、晶圓切割、量測(cè)檢測(cè)及封裝測(cè)試等全流程。團(tuán)隊(duì)通過自主開發(fā)芯片設(shè)計(jì)與工藝系統(tǒng)協(xié)同適配技術(shù)，成功打通從圖形化光刻、薄膜沉積、精密刻蝕到封裝測(cè)試的全流程，首次在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)光子芯片工藝閉環(huán)整合，取得關(guān)鍵技術(shù)突破。

　　性能指標(biāo)全面領(lǐng)先，邁向國(guó)際第一梯隊(duì)

　　在中試平臺(tái)先進(jìn)設(shè)備支撐下，CHIPX工藝團(tuán)隊(duì)通過大規(guī)模工藝驗(yàn)證與快速迭代，構(gòu)建起適用于6英寸薄膜鈮酸鋰晶圓的高精度波導(dǎo)制造工藝：利用深紫外(DUV)光刻與高精度刻蝕組合，成功實(shí)現(xiàn)110nm級(jí)波導(dǎo)結(jié)構(gòu);通過步進(jìn)式(i-line)光刻，在波導(dǎo)與高性能電極結(jié)構(gòu)之間完成跨尺度集成，工藝良率與穩(wěn)定性達(dá)國(guó)際頂級(jí)水準(zhǔn)。

　　與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)采用“材料—器件”協(xié)同設(shè)計(jì)策略，在確保芯片高集成度的同時(shí)，顯著提升調(diào)制器關(guān)鍵性能，實(shí)現(xiàn)多個(gè)技術(shù)維度的重大突破：

　　調(diào)制帶寬突破110GHz，有效解決國(guó)際高速光互連中的帶寬瓶頸;

　　插入損耗低于3.5dB，波導(dǎo)損耗低于0.2dB/cm，大幅提升光信號(hào)傳輸效率;

　　調(diào)制效率達(dá)1.9 V·cm，實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換效率的大幅優(yōu)化。

　　上述指標(biāo)均達(dá)到或超過國(guó)際同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平，標(biāo)志著我國(guó)在該核心光子器件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“從0到1”的自主創(chuàng)新，躋身國(guó)際第一梯隊(duì)。

　　構(gòu)建產(chǎn)業(yè)共贏生態(tài)，推動(dòng)規(guī)模化應(yīng)用落地

　　目前，該中試平臺(tái)已具備年產(chǎn)約12,000片晶圓的產(chǎn)能，能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)合作伙伴提供“低成本、快迭代、可量產(chǎn)”的端到端解決方案。

　　未來(lái)，研究院將依托中試平臺(tái)，與國(guó)內(nèi)外上下游企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)深度協(xié)同，構(gòu)建集設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、生產(chǎn)、封測(cè)于一體的光子芯片生態(tài)體系，加快5G通信、AI算力網(wǎng)絡(luò)、量子信息等領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用落地。

　　研究院相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，本次晶圓下線不僅是中試平臺(tái)階段性成果的集中體現(xiàn)，更是我國(guó)高端光電子制造能力走向國(guó)際化的關(guān)鍵一躍。

　　光子時(shí)代呼之欲出，中國(guó)“芯”加速崛起

　　隨著人工智能、云計(jì)算、邊緣算力與通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)吞吐能力的需求激增，傳統(tǒng)電子芯片面臨速度和能耗瓶頸，光子芯片以其超高速、低延遲、強(qiáng)兼容等優(yōu)勢(shì)，正成為下一代信息處理技術(shù)的重要突破口。而薄膜鈮酸鋰調(diào)制器芯片作為關(guān)鍵器件之一，其性能優(yōu)劣直接決定光子芯片系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。

　　此次CHIPX完成首片6英寸晶圓下線并啟動(dòng)量產(chǎn)，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高性能薄膜鈮酸鋰器件制造空白，更是我國(guó)在“硬科技”領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)原始創(chuàng)新的重要成果。

　　未來(lái)，隨著技術(shù)進(jìn)一步成熟與產(chǎn)品持續(xù)迭代，CHIPX有望在全球光子芯片產(chǎn)業(yè)中占據(jù)核心競(jìng)爭(zhēng)地位，助力中國(guó)“芯”走向更高舞臺(tái)。