國內(nèi)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(huì)上，由上海交通大學(xué)無錫光子芯片研究院建設(shè)的國內(nèi)首條光子芯片中試線宣布正式啟用，這標(biāo)志著光子芯片正式步入產(chǎn)業(yè)化快車道，將突破計(jì)算范式限制，為大規(guī)模智算帶來新的想象空間，一個(gè)屬于光子的輝煌時(shí)代即將開啟。

  搭建平臺(tái)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)賽道騰飛

  光子芯片，是新一代信息技術(shù)的核心，能滿足新一輪科技革命中人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)鬏敗⒂?jì)算、存儲(chǔ)、顯示的技術(shù)需求，已成為經(jīng)濟(jì)增長新動(dòng)能，全球競速的產(chǎn)業(yè)高地。

  然而一直以來，國內(nèi)光子芯片行業(yè)面臨中試平臺(tái)缺位、工藝技術(shù)壁壘高、良品率驗(yàn)證低、產(chǎn)能轉(zhuǎn)化不足、國外平臺(tái)流片周期長等共性困境，嚴(yán)重制約了創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)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(nèi)首條高端光子芯片中試線。

  據(jù)悉，該中試平臺(tái)總面積17000平方米，集科研、生產(chǎn)、服務(wù)于一體，配套設(shè)施完善且配備超100臺(tái)國際頂級(jí)CMOS工藝設(shè)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(tái)還兼顧硅、氮化硅等其他材料體系，搭建N個(gè)特色工藝平臺(tái)，形成領(lǐng)先的“1+N”先進(jìn)光子器件創(chuàng)新平臺(tái)，不僅可為高校、科研院所、創(chuàng)新企業(yè)提供全流程技術(shù)服務(wù)，還可以為光子產(chǎn)業(yè)孵化項(xiàng)目，與產(chǎn)業(yè)基金高效聯(lián)動(dòng)，打通從產(chǎn)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(zhuǎn)化。

  “技術(shù)的高速迭代與創(chuàng)新是推動(dòng)光子芯片產(chǎn)業(yè)化的核心關(guān)鍵?！痹撗芯吭涸洪L金賢敏表示，中試平臺(tái)不僅能加速技術(shù)迭代的飛輪效應(yīng)，促進(jìn)工藝流程的持續(xù)優(yōu)化和產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈長期存在的結(jié)構(gòu)性矛盾，最終實(shí)現(xiàn)科技出“圈”，產(chǎn)業(yè)破“壁”。

  校地?cái)y手，規(guī)劃藍(lán)圖變璀璨地標(biāo)

  光子芯片中試線的順利建成是校地?cái)y手，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突圍的生動(dòng)縮影。2021年，濱湖引進(jìn)上海交通大學(xué)金賢敏團(tuán)隊(duì)，成立上海交通大學(xué)無錫光子芯片研究院項(xiàng)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(shè)備入場，經(jīng)過緊鑼密鼓地設(shè)備調(diào)試，直至9月正式啟用，這座湖灣“芯”地標(biāo)幾乎是以“一騎絕塵”之勢實(shí)現(xiàn)了從概念構(gòu)想到實(shí)體落地的飛躍。

  在這個(gè)過程中，載體建設(shè)不僅是支撐光子芯片中試線運(yùn)行的“鋼鐵脊梁”，更是產(chǎn)業(yè)聚集的強(qiáng)磁場、產(chǎn)業(yè)鏈延伸的戰(zhàn)略高地。由于中試平臺(tái)運(yùn)行要求嚴(yán)苛，濱湖區(qū)專門成立了專項(xiàng)小組，組織專家評(píng)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(dòng)干擾及環(huán)太湖流域環(huán)保要求等難題，以“綠建三星”標(biāo)準(zhǔn)建成載體，并且實(shí)現(xiàn)了防微震、恒溫恒濕、超凈等關(guān)鍵能力建設(shè)，為光子芯片的研發(fā)與生產(chǎn)提供了一流保障。

  如今，走進(jìn)光子芯片中試線近6000平方米的高等級(jí)微納加工超凈間，一臺(tái)臺(tái)設(shè)備整齊排列，身穿潔凈服的技術(shù)人員熟練操作各類設(shè)備，觀察產(chǎn)品各項(xiàng)參數(shù)運(yùn)行情況。為使微塵數(shù)量達(dá)標(biāo)，超凈間設(shè)計(jì)可謂“別有洞天”。層高9米的一樓分為3層，主要設(shè)備在中間層，看不見的上夾層、下夾層除了鋪設(shè)供應(yīng)氣體和化學(xué)品的管道外，還布滿了新風(fēng)系統(tǒng)，輸送清潔空氣，保持室內(nèi)正壓，再通過鋪設(shè)的通風(fēng)孔向外排氣，使車間的潔凈程度達(dá)到了百級(jí)、千級(jí)、萬級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

  金賢敏強(qiáng)調(diào)，硬件配套的國際一流水準(zhǔn)、設(shè)備精密的國內(nèi)領(lǐng)先，以及工藝流程的完整閉環(huán)控制，是支撐光子芯片產(chǎn)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(dá)到了國際高度。中試線正式啟用后，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能達(dá)10000片晶圓，2025年第一季度將正式發(fā)布PDK，提供對(duì)外流片服務(wù)。

  追光逐芯，劍指世界一流

  當(dāng)前，全世界都致力于解決算力資源匱乏導(dǎo)致的迭代難題，包括Open AI亦是如此。光量子計(jì)算不僅可以向下兼容相關(guān)技術(shù)，其理論和框架賦能的指數(shù)級(jí)算力更是無窮盡的。然而對(duì)于光計(jì)算、量子計(jì)算的仰望，因缺乏與之相匹配的硬件體系以及落地成產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，目前全球均統(tǒng)一起跑線上，這為中國提供了技術(shù)超越的機(jī)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(diào)制器為核心，攻克薄膜鈮酸鋰光子芯片產(chǎn)業(yè)化面臨的工程技術(shù)難題，開發(fā)晶圓級(jí)芯片量產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)薄膜鈮酸鋰光子芯片規(guī)模量產(chǎn)，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(xué)無錫光子芯片研究院將繼續(xù)作為新質(zhì)生產(chǎn)力的引領(lǐng)者，持續(xù)開展在量子科技前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的探索，依托光子芯片中試線，進(jìn)行“平臺(tái)+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(shù)進(jìn)行科技成果轉(zhuǎn)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(jí)光子芯谷創(chuàng)新生態(tài)體系。