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，這標志著光子芯片正式步入產(chǎn)業(yè)化快車道，將突破計算范式限制，為大規(guī)模智算帶來新的想象空間，一個屬于光子的輝煌時代即將開啟。

  搭建平臺，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)、云計算、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)鬏?、計算、存儲、顯示的技術(shù)需求，已成為經(jīng)濟增長新動能，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)面臨中試平臺缺位、工藝技術(shù)壁壘高、良品率驗證低、產(chǎn)能轉(zhuǎn)化不足、國外平臺流片周期長等共性困境，嚴重制約了創(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臺國際頂級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。平臺還兼顧硅、氮化硅等其他材料體系，搭建N個特色工藝平臺，形成領(lǐng)先的“1+N”先進光子器件創(chuàng)新平臺，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)孵化項目，與產(chǎn)業(yè)基金高效聯(lián)動，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，中試平臺不僅能加速技術(shù)迭代的飛輪效應(yīng)，促進工藝流程的持續(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，最終實現(xiàn)科技出“圈”，產(chǎn)業(yè)破“壁”。

  校地攜手，規(guī)劃藍圖變璀璨地標

  光子芯片中試線的順利建成是校地攜手，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突圍的生動縮影。2021年，濱湖引進上海交通大學(xué)金賢敏團隊，成立上海交通大學(xué)無錫光子芯片研究院項目;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”地標幾乎是以“一騎絕塵”之勢實現(xiàn)了從概念構(gòu)想到實體落地的飛躍。

  在這個過程中，載體建設(shè)不僅是支撐光子芯片中試線運行的“鋼鐵脊梁”，更是產(chǎn)業(yè)聚集的強磁場、產(chǎn)業(yè)鏈延伸的戰(zhàn)略高地。由于中試平臺運行要求嚴苛，濱湖區(qū)專門成立了專項小組，組織專家評審，與科研人員緊密配合，歷無數(shù)次研討，最終克服地鐵震動干擾及環(huán)太湖流域環(huán)保要求等難題，以“綠建三星”標準建成載體，并且實現(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，走進光子芯片中試線近6000平方米的高等級微納加工超凈間，一臺臺設(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)品各項參數(shù)運行情況。為使微塵數(shù)量達標，超凈間設(shè)計可謂“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)的通風孔向外排氣，使車間的潔凈程度達到了百級、千級、萬級標準。

  金賢敏強調(diào)，硬件配套的國際一流水準、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，達到了國際高度。中試線正式啟用后，預(yù)計年產(chǎn)能達10000片晶圓，2025年第一季度將正式發(fā)布PDK，提供對外流片服務(wù)。

  追光逐芯，劍指世界一流

  當前，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)級算力更是無窮盡的。然而對于光計算、量子計算的仰望，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)晶圓級芯片量產(chǎn)工藝，實現(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，進行“平臺+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)模化發(fā)展的世界級光子芯谷創(chuàng)新生態(tài)體系。