國內首條光子芯片中試線在無錫啟用

  ICC訊 9月25日，在2024集成電路(無錫)創(chuàng)新發(fā)展大會上，由上海交通大學無錫光子芯片研究院建設的國內首條光子芯片中試線宣布正式啟用，這標志著光子芯片正式步入產業(yè)化快車道，將突破計算范式限制，為大規(guī)模智算帶來新的想象空間，一個屬于光子的輝煌時代即將開啟。

  搭建平臺，引領產業(yè)賽道騰飛

  光子芯片，是新一代信息技術的核心，能滿足新一輪科技革命中人工智能、物聯(lián)網、云計算、生物醫(yī)藥等領域對傳輸、計算、存儲、顯示的技術需求，已成為經濟增長新動能，全球競速的產業(yè)高地。

  然而一直以來，國內光子芯片行業(yè)面臨中試平臺缺位、工藝技術壁壘高、良品率驗證低、產能轉化不足、國外平臺流片周期長等共性困境，嚴重制約了創(chuàng)新成果轉化落地的“黃金期”。為此，上海交大無錫光子芯片研究院率先在無錫布局國內首條高端光子芯片中試線。

  據悉，該中試平臺總面積17000平方米，集科研、生產、服務于一體，配套設施完善且配備超100臺國際頂級CMOS工藝設備，覆蓋了薄膜鈮酸鋰光子芯片從光刻、薄膜沉積、刻蝕、濕法、切割、量測到封裝的全閉環(huán)工藝。平臺還兼顧硅、氮化硅等其他材料體系，搭建N個特色工藝平臺，形成領先的“1+N”先進光子器件創(chuàng)新平臺，不僅可為高校、科研院所、創(chuàng)新企業(yè)提供全流程技術服務，還可以為光子產業(yè)孵化項目，與產業(yè)基金高效聯(lián)動，打通從產品研發(fā)到市場化的完整鏈條，加速科技成果的商業(yè)化轉化。

  “技術的高速迭代與創(chuàng)新是推動光子芯片產業(yè)化的核心關鍵。”該研究院院長金賢敏表示，中試平臺不僅能加速技術迭代的飛輪效應，促進工藝流程的持續(xù)優(yōu)化和產品創(chuàng)新能力的提升，還將以前所未有的速度觸摸到科技前沿的“天區(qū)”，破解創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈長期存在的結構性矛盾，最終實現(xiàn)科技出“圈”，產業(yè)破“壁”。

  校地攜手，規(guī)劃藍圖變璀璨地標

  光子芯片中試線的順利建成是校地攜手，實現(xiàn)產業(yè)突圍的生動縮影。2021年，濱湖引進上海交通大學金賢敏團隊，成立上海交通大學無錫光子芯片研究院項目;2022年12月中試線正式開工，2023年10月載體封頂，2024年1月首批設備入場，經過緊鑼密鼓地設備調試，直至9月正式啟用，這座湖灣“芯”地標幾乎是以“一騎絕塵”之勢實現(xiàn)了從概念構想到實體落地的飛躍。

  在這個過程中，載體建設不僅是支撐光子芯片中試線運行的“鋼鐵脊梁”，更是產業(yè)聚集的強磁場、產業(yè)鏈延伸的戰(zhàn)略高地。由于中試平臺運行要求嚴苛，濱湖區(qū)專門成立了專項小組，組織專家評審，與科研人員緊密配合，歷無數(shù)次研討，最終克服地鐵震動干擾及環(huán)太湖流域環(huán)保要求等難題，以“綠建三星”標準建成載體，并且實現(xiàn)了防微震、恒溫恒濕、超凈等關鍵能力建設，為光子芯片的研發(fā)與生產提供了一流保障。

  如今，走進光子芯片中試線近6000平方米的高等級微納加工超凈間，一臺臺設備整齊排列，身穿潔凈服的技術人員熟練操作各類設備，觀察產品各項參數(shù)運行情況。為使微塵數(shù)量達標，超凈間設計可謂“別有洞天”。層高9米的一樓分為3層，主要設備在中間層，看不見的上夾層、下夾層除了鋪設供應氣體和化學品的管道外，還布滿了新風系統(tǒng)，輸送清潔空氣，保持室內正壓，再通過鋪設的通風孔向外排氣，使車間的潔凈程度達到了百級、千級、萬級標準。

  金賢敏強調，硬件配套的國際一流水準、設備精密的國內領先，以及工藝流程的完整閉環(huán)控制，是支撐光子芯片產業(yè)化的三大核心要素，如今，中試線的啟用也代表著這條線符合頂層規(guī)劃，達到了國際高度。中試線正式啟用后，預計年產能達10000片晶圓，2025年第一季度將正式發(fā)布PDK，提供對外流片服務。

  追光逐芯，劍指世界一流

  當前，全世界都致力于解決算力資源匱乏導致的迭代難題，包括Open AI亦是如此。光量子計算不僅可以向下兼容相關技術，其理論和框架賦能的指數(shù)級算力更是無窮盡的。然而對于光計算、量子計算的仰望，因缺乏與之相匹配的硬件體系以及落地成產品的產業(yè)鏈不成熟，無法實現(xiàn)商業(yè)化應用，目前全球均統(tǒng)一起跑線上，這為中國提供了技術超越的機遇。

  下階段，研究院將基于6/8寸薄膜鈮酸鋰晶圓，以薄膜鈮酸鋰調制器為核心，攻克薄膜鈮酸鋰光子芯片產業(yè)化面臨的工程技術難題，開發(fā)晶圓級芯片量產工藝，實現(xiàn)薄膜鈮酸鋰光子芯片規(guī)模量產，滿足人工智能發(fā)展等大算力需求。

  在“追光逐芯”的征途上，上海交通大學無錫光子芯片研究院將繼續(xù)作為新質生產力的引領者，持續(xù)開展在量子科技前沿技術、共性關鍵技術領域的探索，依托光子芯片中試線，進行“平臺+孵化+基金”三位一體戰(zhàn)略布局，圍繞芯、光、智、算等新一代信息技術進行科技成果轉化及孵投一體的創(chuàng)業(yè)孵化，打造“光子芯谷”，探索硬科技創(chuàng)新孵化的新范式，助力濱湖乃至無錫形成集群化、規(guī)?；l(fā)展的世界級光子芯谷創(chuàng)新生態(tài)體系。