中科院微電子所研究員王宇：盡早打通硅光芯片產業(yè)鏈

  “在大數據、人工智能等高度依賴數據帶寬、高算力的領域，高速、低功耗的硅光芯片將成為未來競爭的焦點?！比珖f(xié)委員、中科院微電子所研究員王宇對《中國科學報》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、功耗等方面具有獨特優(yōu)勢，可廣泛應用于光通信（5G）、數據中心、人工智能、醫(yī)療檢測、高階計算、自動駕駛、國防等領域。其工藝與硅基微電子芯片基礎工藝兼容，可以與硅基微電子實現光電子3D集成芯片。因此，自Intel率先推出硅光芯片產品以來，硅光子技術受到極大關注。

  調研中，王宇發(fā)現國內外很多智庫都把硅光芯片列為后摩爾時代最被推崇的關鍵核心技術。硅光芯片有數千億美元的潛在市場，業(yè)內預計硅光子產業(yè)年復合增長率均超過40%，并認為當前硅光芯片產業(yè)與上世紀80年代微電子芯片產業(yè)發(fā)展階段相同，正處于布局產業(yè)鏈、打造產業(yè)生態(tài)的關鍵階段。

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

  在應用方面，Intel和思科已經大量出貨硅光子高速收發(fā)模塊用于光通信和數據中心，蘋果公司即將在穿戴產品上實現硅光芯片無創(chuàng)血糖檢測，谷歌在未來幾年內將實現基于硅光芯片的激光雷達用于自動駕駛。目前，Intel和臺積電均大力開發(fā)硅光子制造工藝技術，已經形成了較為完整的硅光芯片產業(yè)鏈。

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

  硅光芯片的巨大市場潛力，也帶動了國內企業(yè)在該領域的投入，中興、華為、海信等積極進行設計、模塊封裝和應用布局，形成了強勁的終端產品競爭力?！暗韫庑酒?guī)?；圃飙h(huán)節(jié)是當前產業(yè)發(fā)展的瓶頸，企業(yè)前期開發(fā)和量產所需硅光芯片均依賴海外代工”。

  高端芯片制造嚴重依賴尖端光刻裝備，使得我國短時間內尚難以擺脫被“卡脖子”的局面。但王宇認為，硅光芯片制造以中端水平（65 nm ~110nm）的技術節(jié)點為基礎，硬件需求與我國當前裝備自主研發(fā)水平相適應，且投入比高端微電子芯片制造至少低一個量級，被“卡脖子”和資金的風險低。

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

  對此，王宇建議根據產業(yè)發(fā)展趨勢和我國現狀，將硅光芯片產業(yè)發(fā)展明確列為政府支持范圍和名錄，鼓勵、支持相關企業(yè)、資本、團隊圍繞硅光芯片設計自動化、量產制造等產業(yè)鏈空白環(huán)節(jié)加快投資、創(chuàng)業(yè)，積極引導地方政府創(chuàng)造政策和資源條件，支持、促進項目落地見效，盡早打通產業(yè)鏈，實現產業(yè)良性運營和有序迭代，爭取國際競爭的先機和話語權。

  同時，出臺支持硅光芯片等新興產業(yè)發(fā)展的傾斜政策和措施，圍繞產業(yè)鏈積極布局相關關鍵核心技術創(chuàng)新，提升裝備、技術的自主供應能力，提高產業(yè)的競爭力。

  “硅光芯片量產線能提供自主研發(fā)裝備所需的驗證環(huán)境，因此還應大力支持通過硅光芯片量產線，驗證國產裝備、耗材，加快國產裝備和耗材的技術迭代與產業(yè)應用?！蓖跤钫f。