iFOC 2024 | 專題六：揭秘半導(dǎo)體光電芯片與硅光子工藝

  ICC訊 跨界融合，智算未來(lái)！2024年9月9-10日，第22屆訊石研討會(huì)(iFOC 2024)在深圳圓滿舉辦。在人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，算力需求呈爆炸式增長(zhǎng)。而芯片因其出色的提升算力能力，也因此進(jìn)入了快速發(fā)展期。iFOC 2024 專題六《半導(dǎo)體光電芯片與硅光子工藝》上，來(lái)自鵬城實(shí)驗(yàn)室、光梓科技、ficonTEC、廈門優(yōu)迅、甬江實(shí)驗(yàn)室/TOWER、EXFO、和ICC訊石分析師齊聚一堂，分別發(fā)表了各自研究領(lǐng)域的芯片報(bào)告，贏得與會(huì)嘉賓的熱烈關(guān)注。

專題六論壇現(xiàn)場(chǎng)

  此外，專題六論壇最后還特設(shè)了討論環(huán)節(jié)，在主持人光梓科技CEO史方的引導(dǎo)下，參與討論的嘉賓鈮奧光電 總經(jīng)理 蔡文杰、廈門優(yōu)迅市場(chǎng) 總監(jiān) 魏永益、鵬城實(shí)驗(yàn)室 通信光電子技術(shù)研究所所長(zhǎng) 王磊、張江實(shí)驗(yàn)室 研究員 儲(chǔ)蔚、中科創(chuàng)星 董事總經(jīng)理 張思申和石溪資本 投資合伙人 仲黎若紛紛發(fā)表觀點(diǎn)論點(diǎn)，共同獻(xiàn)上一場(chǎng)精彩紛呈的問(wèn)答互動(dòng)。

  專題六的串場(chǎng)主持嘉賓由吉林大學(xué)教授張大明擔(dān)任。

  K01 《下一代光通信芯片和器件技術(shù)研究》

鵬城實(shí)驗(yàn)室 通信光電子技術(shù)研究所所長(zhǎng) 王 磊

  K02 《面向 AI 算力中心的線性直驅(qū)電芯片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化》

光梓科技 研發(fā)副總裁 陳學(xué)峰

  陳總在演講中提到，生成式人工智能呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，而隨著大模型參數(shù)量不斷提升，算力系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理與互連能力提出新需求。針對(duì)AI算力中心的新型扁平化網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)全連接需求，我們面對(duì)的挑戰(zhàn)是如何解決從計(jì)算節(jié)點(diǎn)到交換機(jī)各級(jí)網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低功耗、低延時(shí)連接問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出線性直驅(qū)光模塊核心光電子器件與芯片。

  演講覆蓋從工藝制造到電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，綜合討論線性直驅(qū)激光器驅(qū)動(dòng)（driver）、跨阻放大電路（TIA），動(dòng)態(tài)非線性的定制化均衡技術(shù)；以及面向800G-1.6T高速算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的高速高擺幅驅(qū)動(dòng)和低噪聲跨阻放大電路芯片，以及自適應(yīng)連續(xù)時(shí)間線性均衡（CTLE）技術(shù)等。

  K03 《硅光應(yīng)用光源芯片技術(shù)發(fā)展和探討》

光安倫 董事長(zhǎng) 唐琦

  唐總在演講中紹了硅光互連的發(fā)展與硅光封裝形式的變革，還對(duì)比了CPO和LPO封裝方案。其中，CPO具有體積小、高帶寬密度、低功耗低延遲的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有設(shè)計(jì)復(fù)雜、工藝難度大、維護(hù)困難的缺點(diǎn)。而LPO具有小體積、低功耗低延遲、即插即用、高速率的優(yōu)點(diǎn)，但也具有通信距離短、抗噪能力差、信號(hào)質(zhì)量要求高、互操作性差的缺點(diǎn)。

  此外，唐總還介紹了未來(lái)硅光光源技術(shù)-DWDM，其中光安倫擁有自研產(chǎn)品——大功率CW DFB激光器，具有如下特點(diǎn)：

  · BH結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

  · 低閾值電流、低熱阻

  · 較好的光斑質(zhì)量，便于光纖耦合

  · InGaAsP/InP系列材料

  · 1310nm波段

  K04 《Technology Development & Equipment Requirements for Scale Up Intergrated Photonics Chip Assembly and Test》

ficonTEC Director of Global Account  Mr. Andre Lalonde

  Mr. Andre Lalonde在演講中介紹了ficonTEC在光子生態(tài)系統(tǒng)中具有的獨(dú)特地位，包括多項(xiàng)國(guó)際研發(fā)合作，模塊化和可升級(jí)的機(jī)器設(shè)計(jì)。并提到已知良好的光子集成電路（PIC）需要進(jìn)行電光（晶圓級(jí)）測(cè)試激，光源集成需要高精度芯片鍵合，光纖陣列組裝和對(duì)齊需要光纖互連，可靠的批量生產(chǎn)機(jī)器有對(duì)生產(chǎn)線系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)的需求。

  最后提到ficonTEC的單片IC測(cè)試雙面器件可用于低速或高速數(shù)字（取決于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)），也可以集成到機(jī)器中的光學(xué)設(shè)備減少占地面積，還可以放在專用機(jī)架中。使用前可以從托盤、藍(lán)色膠帶或凝膠包中搬運(yùn)多個(gè)測(cè)試頭（獨(dú)立于測(cè)試頭足跡），也可以集成ATE或在側(cè)面可以與多家ATE制造商合作。

  K05 《50G PON 電芯片的未來(lái)發(fā)展和機(jī)遇》

廈門優(yōu)迅 市場(chǎng)總監(jiān) 魏永益

  魏總在演講中提到，50G PON是下一代接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，支持萬(wàn)兆入戶、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已在逐步完善，部分標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)落地。

  此外，魏總還提到廈門優(yōu)迅作為PON領(lǐng)域電芯片的主流廠商，同時(shí)也是CCSA和ETSI等標(biāo)準(zhǔn)組織的成員。廈門優(yōu)迅正通過(guò)加大投入50GPON電芯片的研發(fā)，助力50GPON產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)！

  K06 《基于光學(xué)引線鍵合的光子混合集成研究》

甬江實(shí)驗(yàn)室 研究員 施躍春

  甬江實(shí)驗(yàn)室基于光學(xué)引線鍵合的光子混合集成研究進(jìn)展與結(jié)論，演講中提到了光學(xué)引線鍵合技術(shù)最新研究進(jìn)展，得出結(jié)論涌江實(shí)驗(yàn)室建立了并優(yōu)化了PWB工藝技術(shù)，研究并提升了PWB光耦合效率；并研制了16信道激光器陣列、硅光調(diào)制器陣列、光纖陣列/AWG合波的混合集成芯片；以及PWB技術(shù)提供了化合物半導(dǎo)體、硅基、鈮酸鋰等多材料光子芯片混合集成新技術(shù)平臺(tái)。

  提到問(wèn)題與展望，適用于光芯片（通信、傳感）等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景 ，但是芯片倒裝焊情況尚存在一些困難；振動(dòng)、高低溫等可靠性、工藝可重復(fù)性需要進(jìn)一步確認(rèn)；非同與透鏡等光耦合方式，目前無(wú)法在線曝光耦合檢測(cè)，芯片裝配均勻性要好；需要建立匹配PWB技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套。

  K07 《通過(guò)先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)加快光子集成電路(PIC)的研發(fā)和生產(chǎn)》

EXFO NEMs設(shè)計(jì)制造與研發(fā)總監(jiān)  Leo Lin

  Leo Lin在演講中提到，人工智能將推動(dòng)光子集成元件的開(kāi)發(fā)和量產(chǎn), 而目前產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是如何高效地表征日益復(fù)雜的 PIC 并驗(yàn)證大批量晶圓。制造商和研究人員都必須在不影響質(zhì)量的前提下，快速測(cè)試不斷增長(zhǎng)的產(chǎn)量。要確保持續(xù)的高可靠性、可追溯和高速測(cè)試，就必須在測(cè)試時(shí)具備高度靈活性、易于擴(kuò)展、高度自動(dòng)化和高光學(xué)性能，在此過(guò)程中甚至需要人工智能或機(jī)器學(xué)習(xí)的幫助。并提到EXFO的解決方案支持從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)場(chǎng)的新技術(shù)開(kāi)發(fā)和引入的整個(gè)生命周期。

  K08 《通信光芯片市場(chǎng)發(fā)展分析與預(yù)測(cè)》

ICC訊石 分析師 凌科

  ICC訊石分析師在演講中提到，根據(jù)ICC訊石的調(diào)查了解，未來(lái)兩到三年單波100G仍將會(huì)高速發(fā)展，同時(shí)單波200G預(yù)計(jì)將在2025年中開(kāi)始大批量出貨，同時(shí)硅光方案占比將會(huì)大幅度提升。此外，在高端市場(chǎng)上美國(guó)日本中國(guó)將會(huì)展開(kāi)激勵(lì)的角逐，美日將在超高速EML上激勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)；中國(guó)有望在硅光方面撕開(kāi)超高速需求的通道；超高速電芯片和VCSEL方面預(yù)計(jì)在未來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)間，仍然難以撼動(dòng)美國(guó)的霸主地位。值得注意的是，AI的需求帶動(dòng)了高速激光器芯片的發(fā)展，而單波100G EML/VCSEL、CW大功率光源等將持續(xù)助力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

  圓桌論壇：半導(dǎo)體光電芯片與硅光子工藝

  本論壇主持人邀請(qǐng)到了光梓科技CEO史方擔(dān)任，參與討論的嘉賓有：鈮奧光電總經(jīng)理 蔡文杰、廈門優(yōu)迅市場(chǎng)總監(jiān) 魏永益、鵬城實(shí)驗(yàn)室通信光電子技術(shù)研究所所長(zhǎng) 王磊、張江實(shí)驗(yàn)室研究員 儲(chǔ)蔚、中科創(chuàng)星董事總經(jīng)理 張思申和石溪資本投資合伙人 仲黎若紛紛發(fā)表觀點(diǎn)論點(diǎn)，共同獻(xiàn)上一場(chǎng)精彩紛呈的問(wèn)答互動(dòng)。

  iFOC 2024衷心感謝贊助展商單位的大力支持，也感謝所有參與的講師和嘉賓朋友！更多關(guān)于iFOC 2024的會(huì)后報(bào)道，敬請(qǐng)關(guān)注ICC訊石官網(wǎng)與官微，見(jiàn)證每一個(gè)難忘的瞬間。