4/13/2021，光纖在線訊，近日，“硅光集成與數(shù)據(jù)中心應(yīng)用線上研討會(huì)”順利召開。聯(lián)合微電子中心有限責(zé)任公司(CUMEC公司)硅基光電子中心主任馮俊波應(yīng)邀出席會(huì)議，詳細(xì)介紹了硅基光電子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，同時(shí)分享了CUMEC公司開放平臺(tái)的最新進(jìn)展。

硅基光電子技術(shù)是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“換道超車”的重要技術(shù)手段。CUMEC公司作為重慶市政府重磅打造的國(guó)家級(jí)、國(guó)際化新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，旨在構(gòu)建我國(guó)新一代微電子關(guān)鍵核心技術(shù)自主創(chuàng)新能力，打造集設(shè)計(jì)、產(chǎn)品和工藝為一體的光電融合高端特色工藝平臺(tái)，走超越摩爾定律的發(fā)展路線，成為國(guó)際一流、國(guó)家級(jí)的創(chuàng)新中心。

硅光技術(shù)方興未艾，規(guī)模應(yīng)用是關(guān)鍵

硅基光電子，就是以光子和電子為信息載體的硅基大規(guī)模芯片集成技術(shù)。其核心是通過研究將光電子器件“小型化”、“硅片化”并與微電子器件相集成，形成完整的、具有綜合功能的新型大規(guī)模集成芯片。

硅基光電子技術(shù)有著和微電子兼容的生態(tài)體系，可以緊密與微電子結(jié)合，這正是硅基光電子技術(shù)強(qiáng)大生命力的來源。未來的工藝線不再是單純的微電子工藝線，而是“微電子+硅光”融合的工藝線，硅基光電子技術(shù)的生命力隨著“光電融合”的大趨勢(shì)得以發(fā)展。Yole的調(diào)研報(bào)告顯示，2017年，硅基光電子的全球市場(chǎng)規(guī)模約為2億美元;到2019年，硅光市場(chǎng)增長(zhǎng)至4.8億美元;隨著5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模部署，激光雷達(dá)、生物醫(yī)療、光子AI等應(yīng)用帶來的推動(dòng)效應(yīng)日益顯著，預(yù)計(jì)到2025年，全球硅光市場(chǎng)將接近40億美元。

整體而言，硅基光電子的發(fā)展前景美好，同時(shí)正面臨三大方面挑戰(zhàn)，一是來自規(guī)模應(yīng)用的挑戰(zhàn)，在硅基光電子技術(shù)發(fā)展的初期，其市場(chǎng)份額無法與CMOS工藝相匹配，這意味著很難找到合適的硅基光電子芯片研發(fā)和生產(chǎn)平臺(tái)，量沒有起來良率和穩(wěn)定性就很難保證;二是來自技術(shù)突破的挑戰(zhàn)，硅基光源問題，硅波導(dǎo)的溫度工藝敏感問題，損耗問題，高效率的被動(dòng)耦合與自動(dòng)化、低成本的封裝還有待突破;三是來自生態(tài)環(huán)境的挑戰(zhàn)，整個(gè)國(guó)際光電子生態(tài)鏈仍處在一種割裂狀態(tài)，EPDA軟件缺失，沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化。

CUMEC開放平臺(tái)實(shí)現(xiàn)硅光芯片120天交付周期

CUMEC公司瞄準(zhǔn)目前硅基光電子技術(shù)發(fā)展生態(tài)的痛點(diǎn)問題，為用戶提供一體化的解決方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、封裝全鏈條的完整支撐。

目前，CUMEC公司硅基光電子平臺(tái)的一期工程已經(jīng)建成一條8吋工藝線，并與是德科技共同成立了集成光電芯片測(cè)試聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，具備完整的硅基光電子芯片封測(cè)能力和晶圓級(jí)測(cè)試能力。CUMEC硅基光電子平臺(tái)憑借自身過硬的專業(yè)能力和運(yùn)行管理能力有效縮短了產(chǎn)品的交付周期，從簽訂合同并收到版圖算起，平臺(tái)承諾在120天內(nèi)完成芯片交付。

2020年5月底，CUMEC公司面向全球發(fā)布180nm成套硅光工藝(CSiP180Al PDK)，建立了齊備的硅基光電子核心器件庫(kù)，包括：光柵耦合器、端面耦合器、波導(dǎo)分束器、交叉器、波分復(fù)用器、調(diào)制器、探測(cè)器等。多個(gè)批次測(cè)試結(jié)果顯示硅波導(dǎo)損耗小于1.5dB/cm，調(diào)制器、探測(cè)器支持單通道50Gbps高速速率傳輸，并已實(shí)現(xiàn)單波100G硅光器件。

CSiP180AlPDK的發(fā)布標(biāo)志著CUMEC公司形成了硅基光電子的核心自主研發(fā)能力，并正式為用戶提供多項(xiàng)目晶圓(MPW：multi-project wafer)流片服務(wù)。日前，CUMEC公司已完成三批MPW芯片制備與檢測(cè)和多批硅光定制化設(shè)計(jì)、流片和封裝服務(wù)，并陸續(xù)交付到客戶手中。

未來CUMEC公司將進(jìn)一步提升硅光工藝能力，包括130nm硅光Cu工藝，硅光異質(zhì)異構(gòu)集成工藝能力等，為客戶提供更多高性能的器件IP庫(kù)，建立標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，助力完善我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈條，優(yōu)化集成電路產(chǎn)業(yè)體系，為國(guó)家新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、打造成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈和西部(重慶)科學(xué)城提供核心支撐。