中国矽光子集成领域取得里程碑式突破 成功点亮晶片内雷射

九峰山实验室宣布全球首片8英吋矽光薄膜铌酸锂光电整合晶圆成功下线。（图／芯智讯）

据九峰山实验室官方消息，2024年9月该实验室在矽光子集成领域取得里程碑式突破性进展——成功点亮集成到矽基晶片内部的雷射光源，这也是该项技术在中国大陆首次成功实现。

《芯智讯》报导，随着人工智慧大模型的开发和应用，以及自动驾驶等技术的发展，对于晶片算力的需求持续提升，但是半导体先进制程工艺已经越来越逼近物理极限，在单个晶片上增加电晶体密度这条路径越来越难，每一代制程的提升所能够带来的性能提升或功耗降低也越来越有限，同时还带来成本的急剧上升，这也意味着摩尔定律无法继续发挥作用。

为此，不少半导体厂商将目光转向了先进封装技术，即通过将多个晶粒封装在同一块基板上，以提升电晶体数量，从而提高性能。但是，在单个封装单元中晶粒越多，它们之间的互连就越多，资料传输距离也就越长，传统的电互连技术迫切需要演进升级。

报导说，与电信号相比，光传输的速度更快、损耗更小、延迟更少，晶片间光互联技术被认为是推动下一代资讯技术革命的关键技术，也被认为是在后摩尔时代突破积体电路技术发展所面临的功耗、频宽和延时等瓶颈的理想方案。

目前业界对矽光全集成平台的开发最难的挑战在于对矽光晶片的「心脏」，即能高效率发光的矽基片上光源的开发和集成上。该技术是中国大陆光电子领域在国际上仅剩不多的空白环节。

此次九峰山实验室矽光工艺团队与合作伙伴协同攻关，成功在8英寸矽光晶圆上异质键合III-V族雷射器材料外延晶粒，再进行CMOS相容性的片上器件制成工艺，成功解决了III-V材料结构设计与生长、材料与晶圆键合良率低，及异质集成晶圆片上图形化与刻蚀控制等难点。经过近十年的追赶攻关，终成功点亮晶片内雷射，实现「晶片出光」。

资料显示，湖北九峰山实验室主要聚焦于化合物半导体研发与创新，于2023年3月正式投入运营。总估值超百亿元，培育半导体领域人才超3万人。目前在九峰山实验室里，9000平方米的洁净室内，有上百个专案在同时运转，包括上海邦芯半导体研发的刻蚀、薄膜沉积设备、武汉驿天诺科技合作开发的矽光及3代半导体封测装备、华工科技研晶圆镭射切割装备等等。