國內首次，九峰山實驗室在硅光子芯片集成領域取得里程碑式突破

IT之家 10 月 6 日消息，據湖北九峰山實驗室消息，2024 年 9 月，九峰山實驗室成功點亮集成到硅基芯片內部的激光光源，這也是該項技術在國內的首次成功實現(xiàn)，九峰山實驗室再次在硅光子集成領域取得里程碑式突破性進展。

此項成果采用九峰山實驗室自研異質集成技術，經過復雜工藝過程，在 8 寸 SOI 晶圓內部完成了磷化銦激光器的工藝集成。

九峰山實驗室介紹稱：

該技術被業(yè)內稱為“芯片出光”，它使用傳輸性能更好的光信號替代電信號進行傳輸，是顛覆芯片間信號數(shù)據傳輸?shù)闹匾侄?，核心目的是解決當前芯間電信號已接近物理極限的問題。對數(shù)據中心、算力中心、CPU / GPU 芯片、AI 芯片等領域將起到革新性推動作用。

基于硅基光電子集成的片上光互連，被認為是在后摩爾時代突破集成電路技術發(fā)展所面臨的功耗、帶寬和延時等瓶頸的理想方案。而業(yè)界目前對硅光全集成平臺的開發(fā)最難的挑戰(zhàn)在于對硅光芯片的“心臟”，即能高效率發(fā)光的硅基片上光源的開發(fā)和集成上。該技術是我國光電子領域在國際上僅剩不多的空白環(huán)節(jié)。

九峰山實驗室硅光工藝團隊與合作伙伴協(xié)同攻關，在 8 寸硅光晶圓上異質鍵合 III-V 族激光器材料外延晶粒，再進行 CMOS 兼容性的片上器件制成工藝，成功解決了 III-V 材料結構設計與生長、材料與晶圓鍵合良率低，及異質集成晶圓片上圖形化與刻蝕控制等難點。經過近十年的追趕攻關，終成功點亮片內激光，實現(xiàn)“芯片出光”。

相較于傳統(tǒng)的分立封裝外置光源和 FC 微組裝光源，九峰山實驗室片上光源技術能有效解決傳統(tǒng)硅光芯片耦合效率不夠高、對準調節(jié)時間長、對準精度不夠好的工藝問題，突破了制作成本高、尺寸大、難以大規(guī)模集成等量產瓶頸。

IT之家查詢公開資料獲悉，2023 年 3 月，聚焦化合物半導體研發(fā)與創(chuàng)新的湖北九峰山實驗室正式投入運營。運行一年來，九峰山實驗室實現(xiàn)了 8 寸中試線通線運行，首批晶圓（高精密光柵）成功下線，全球首片 8 寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓下線。

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