郵科院肖希：超百G時(shí)代 硅光產(chǎn)業(yè)日趨成熟

  ICCSZ訊   (編輯：Nicole)5月18日，訊石攜手國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心(以下簡(jiǎn)稱：創(chuàng)新中心)于武漢荷田大酒店舉辦以“創(chuàng)新·技術(shù)·合作”為主題的《武漢·光電子創(chuàng)新論壇》獲得圓滿舉辦。會(huì)議邀請(qǐng)多位光通信行業(yè)專業(yè)人士帶來主題演講，聚集了專業(yè)的講師、干貨的演講內(nèi)容及光通信行業(yè)上下游相關(guān)企業(yè)參會(huì)人員，專業(yè)氣氛濃郁!

肖博演講圖

  會(huì)議期間，來自武漢郵電科學(xué)研究院·烽火科技集團(tuán)、現(xiàn)任光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任的肖希先生帶來主題為《超百G時(shí)代的硅光技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)》的精彩演講。肖博士提到，傳統(tǒng)光收發(fā)器的瓶頸在于光收發(fā)器分立組裝、多層封裝及成本尺寸縮減無以為繼。據(jù)悉，在傳統(tǒng)光收發(fā)器的成本中，封裝成本約占總成本的50%~60%，芯片成本約30%+，其他成本約10%~20%。而預(yù)計(jì)2022年，光收發(fā)器的全球市場(chǎng)約達(dá)$120億?，F(xiàn)在硅基光子集成的優(yōu)勢(shì)日趨顯著，不僅有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其還具有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，即汲取微電子成熟的制造能力、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)和開發(fā)流程，可持續(xù)享受摩爾定律升級(jí)的紅利，消化CMOS的剩余產(chǎn)能。當(dāng)然，肖博士也表示擺在眼前的物理限制也是要正視突破的。目前中國(guó)的硅光芯片制造能力遠(yuǎn)落后于國(guó)外，還不具備生產(chǎn)能力——需要正視自我，直面挑戰(zhàn)。

  訪談對(duì)話：

  訊石：我國(guó)硅光產(chǎn)業(yè)化面臨諸多挑戰(zhàn)，您認(rèn)為技術(shù)瓶頸在哪里?

  肖博：硅光在沖擊更高速率上面，他不是所有場(chǎng)景，所有跨距都是合適的。首先可以定義，硅光是適合作為多路并行，多通道技術(shù)，其單路技術(shù)是受限的，這是材料本身性質(zhì)所限制。但是因?yàn)榛贑MOS工藝，我們可以以很高的一致性和集成度去在一個(gè)芯片上做很多通道的硅光收發(fā)鏈路。除了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心和相干產(chǎn)品，也看好硅光在板載光互連(OBO)中的應(yīng)用。未來也可能有新的技術(shù)出現(xiàn)，逐步克服在超長(zhǎng)距離光傳輸、WDM、25G/50G PON光模塊中的應(yīng)用難題，成為更有競(jìng)爭(zhēng)力的光芯片方案。

  訊石：為何說英特爾有真正的硅光技術(shù)?

  肖博：首先我們要看下全球具有英特爾這樣的水平、想法以及動(dòng)力的企業(yè)只有英特爾一家。為什么呢?首先英特爾有自己的晶圓廠，其CPU都是往最先進(jìn)的CMOS工藝去做的。對(duì)于以前的落后產(chǎn)線該怎么去用，怎么把原來的投資給收回來，英特爾很自然會(huì)想到做硅光。硅光是橋接微電子和光電子的技術(shù)，做硅光不僅可以擴(kuò)展現(xiàn)有產(chǎn)品線，也可能應(yīng)用在其未來的CPU或其他微電子產(chǎn)品中，形成技術(shù)優(yōu)勢(shì)。從硅光的研發(fā)水平上看，英特爾掌握了晶圓級(jí)的硅基III-V鍵合激光器技術(shù)，并率先在全球?qū)崿F(xiàn)商用化，已領(lǐng)先其他同行一個(gè)身位。

  訊石：除了通信，硅光也有其他應(yīng)用領(lǐng)域，您認(rèn)為其他領(lǐng)域是否比較容易實(shí)現(xiàn)硅光?

  肖博：我認(rèn)為有可能在全固態(tài)LIDAR方面取得突破，該技術(shù)在無人駕駛、場(chǎng)景識(shí)別等方面有很高的應(yīng)用價(jià)值，借助硅光技術(shù)有望把LIDAR做普及。目前MIT有一個(gè)組做得還不錯(cuò)，他們用電光調(diào)諧的硅光芯片來做光束掃描，發(fā)過Nature，也完成了樣機(jī)研制，做得很好。第二個(gè)就是3D SENSING(3D感應(yīng))，相對(duì)LiDAR來說3D SENSING這個(gè)技術(shù)更容易做點(diǎn)，不需要光束掃描，成本也會(huì)更低。國(guó)內(nèi)也有些單位面向硅光的其他應(yīng)用領(lǐng)域，如一些高校院所在做傳感、可見光、超材料、光信號(hào)處理芯片等，中科大利用硅光技術(shù)來做量子芯片等，已呈現(xiàn)出百花齊放的局面。

  訊石：光電芯片的國(guó)內(nèi)外差距是制造和還是設(shè)計(jì)?

  肖博：演講中說道硅光和微電子技術(shù)比差30年，硅光的制造能力也和國(guó)外差距比較大。事實(shí)上，國(guó)內(nèi)和國(guó)外在光芯片的設(shè)計(jì)能力上差距并不大，很多研究組對(duì)硅光芯片的物理機(jī)理、新特性和新功能的研究都很深入，在理論上我們是跟得上國(guó)外腳步的。而在國(guó)內(nèi)在光芯片封裝方面有光迅、海信和旭創(chuàng)這些企業(yè)，產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)也比較好，且需求旺盛。與國(guó)外的主要差距在芯片加工制造能力，尤其是在光芯片一致性和可靠性控制方面經(jīng)驗(yàn)不足。雖然國(guó)內(nèi)也有一些CMOS晶圓廠有能力做硅光制造，但它們均處于發(fā)展階段，有各自主攻的市場(chǎng)，分不出精力來顧及硅光這個(gè)相對(duì)小眾的市場(chǎng)。此外，由于國(guó)內(nèi)的硅光產(chǎn)業(yè)化起步較晚，放眼全球，硅光產(chǎn)品的核心專利、專有技術(shù)被國(guó)外掌握，其中在美國(guó)授權(quán)的硅光專利約占70%。

  最后肖博提出了一些建議和思考：

  1、正視差距，切勿浮躁：“彎道超車”的“道”和“車”何來?國(guó)內(nèi)硅光領(lǐng)域一直在借道蹭車;

  2、明確硅光的定位：不是攪局者，也不是萬金油，而是III-V技術(shù)的有益補(bǔ)充，是使信息光子技術(shù)普及化的有效工具;

  3、尊重硅光的客觀發(fā)展規(guī)律：“生于斯，長(zhǎng)于斯”, CMOS是土壤，應(yīng)多從中汲取養(yǎng)分(人才、技術(shù)、產(chǎn)能、產(chǎn)業(yè)布局、共享思維);

  4、注重制造能力建設(shè)，發(fā)揮制度優(yōu)勢(shì)：集中力量和資源，共同構(gòu)建開放共享的硅光產(chǎn)業(yè)鏈。