中科院微電子所研究員王宇：盡早打通硅光芯片產(chǎn)業(yè)鏈

  “在大數(shù)據(jù)、人工智能等高度依賴數(shù)據(jù)帶寬、高算力的領(lǐng)域，高速、低功耗的硅光芯片將成為未來競爭的焦點(diǎn)?！比珖f(xié)委員、中科院微電子所研究員王宇對《中國科學(xué)報(bào)》說。

  硅光芯片是基于硅晶圓開發(fā)出的光子集成芯片，在尺寸、速率、功耗等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于光通信（5G）、數(shù)據(jù)中心、人工智能、醫(yī)療檢測、高階計(jì)算、自動(dòng)駕駛、國防等領(lǐng)域。其工藝與硅基微電子芯片基礎(chǔ)工藝兼容，可以與硅基微電子實(shí)現(xiàn)光電子3D集成芯片。因此，自Intel率先推出硅光芯片產(chǎn)品以來，硅光子技術(shù)受到極大關(guān)注。

  調(diào)研中，王宇發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外很多智庫都把硅光芯片列為后摩爾時(shí)代最被推崇的關(guān)鍵核心技術(shù)。硅光芯片有數(shù)千億美元的潛在市場，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)硅光子產(chǎn)業(yè)年復(fù)合增長率均超過40%，并認(rèn)為當(dāng)前硅光芯片產(chǎn)業(yè)與上世紀(jì)80年代微電子芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段相同，正處于布局產(chǎn)業(yè)鏈、打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)的關(guān)鍵階段。

  Intel、IBM和NEC、NTT、Fujitsu等企業(yè)都針對硅光芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了布局，Marvell、思科、諾基亞等斥資百億美元先后并購Inphi、Acacia、Elenion等硅光領(lǐng)域的創(chuàng)新企業(yè)。

  在應(yīng)用方面，Intel和思科已經(jīng)大量出貨硅光子高速收發(fā)模塊用于光通信和數(shù)據(jù)中心，蘋果公司即將在穿戴產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)硅光芯片無創(chuàng)血糖檢測，谷歌在未來幾年內(nèi)將實(shí)現(xiàn)基于硅光芯片的激光雷達(dá)用于自動(dòng)駕駛。目前，Intel和臺積電均大力開發(fā)硅光子制造工藝技術(shù)，已經(jīng)形成了較為完整的硅光芯片產(chǎn)業(yè)鏈。

  “我國在硅光器件研究方面與國際先進(jìn)國家同時(shí)起步，研究水平也相當(dāng)?！蓖跤钫f，“但在硅光芯片產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈方面，我們與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)仍有較大差距。”

  硅光芯片的巨大市場潛力，也帶動(dòng)了國內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域的投入，中興、華為、海信等積極進(jìn)行設(shè)計(jì)、模塊封裝和應(yīng)用布局，形成了強(qiáng)勁的終端產(chǎn)品競爭力?！暗?A href="http://3xchallenge.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e7%a1%85%e5%85%89%e8%8a%af%e7%89%87&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">硅光芯片規(guī)?；圃飙h(huán)節(jié)是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，企業(yè)前期開發(fā)和量產(chǎn)所需硅光芯片均依賴海外代工”。

  高端芯片制造嚴(yán)重依賴尖端光刻裝備，使得我國短時(shí)間內(nèi)尚難以擺脫被“卡脖子”的局面。但王宇認(rèn)為，硅光芯片制造以中端水平（65 nm ~110nm）的技術(shù)節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，硬件需求與我國當(dāng)前裝備自主研發(fā)水平相適應(yīng)，且投入比高端微電子芯片制造至少低一個(gè)量級，被“卡脖子”和資金的風(fēng)險(xiǎn)低。

  針對前期微電子芯片制造過度炒作和爛尾狀況，相關(guān)部門出臺了包括“窗口指導(dǎo)”等限制政策和措施，有效地壓制了各地不顧實(shí)際一哄而上重復(fù)建設(shè)微電子芯片產(chǎn)線的現(xiàn)象。但由于未把握當(dāng)前新興、快速增長且嚴(yán)重缺失的硅光芯片產(chǎn)線與低水平重復(fù)建設(shè)的微電子芯片產(chǎn)線的差別，采取了“一刀切”的方式，把幾乎所有半導(dǎo)體芯片都納入其中，嚴(yán)重限制了光芯片產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的立項(xiàng)，不利于我國該領(lǐng)域健康發(fā)展并取得國際產(chǎn)業(yè)競爭力和話語權(quán)。

  對此，王宇建議根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和我國現(xiàn)狀，將硅光芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展明確列為政府支持范圍和名錄，鼓勵(lì)、支持相關(guān)企業(yè)、資本、團(tuán)隊(duì)圍繞硅光芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化、量產(chǎn)制造等產(chǎn)業(yè)鏈空白環(huán)節(jié)加快投資、創(chuàng)業(yè)，積極引導(dǎo)地方政府創(chuàng)造政策和資源條件，支持、促進(jìn)項(xiàng)目落地見效，盡早打通產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)良性運(yùn)營和有序迭代，爭取國際競爭的先機(jī)和話語權(quán)。

  同時(shí)，出臺支持硅光芯片等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的傾斜政策和措施，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈積極布局相關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新，提升裝備、技術(shù)的自主供應(yīng)能力，提高產(chǎn)業(yè)的競爭力。

  “硅光芯片量產(chǎn)線能提供自主研發(fā)裝備所需的驗(yàn)證環(huán)境，因此還應(yīng)大力支持通過硅光芯片量產(chǎn)線，驗(yàn)證國產(chǎn)裝備、耗材，加快國產(chǎn)裝備和耗材的技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。”王宇說。