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4月9日消息（陳宦杰）4月7日，由中國光博會與C114通信網(wǎng)聯(lián)合主辦的2021中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇系列活動——“硅光集成與數(shù)據(jù)中心應用線上研討會”順利召開。聯(lián)合微電子中心有限責任公司（CUMEC公司）硅基光電子中心主任馮俊波應邀出席會議，詳細介紹了硅基光電子技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，同時分享了CUMEC公司開放平臺的最新進展。
硅基光電子技術是我國半導體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)“換道超車”的重要技術手段。CUMEC公司作為重慶市政府重磅打造的國家級、國際化新型研發(fā)機構，旨在構建我國新一代微電子關鍵核心技術自主創(chuàng)新能力，打造集設計、產(chǎn)品和工藝為一體的光電融合高端特色工藝平臺，走超越摩爾定律的發(fā)展路線，成為國際一流、國家級的創(chuàng)新中心。
硅光技術方興未艾，規(guī)模應用是關鍵
硅基光電子，就是以光子和電子為信息載體的硅基大規(guī)模芯片集成技術。其核心是通過研究將光電子器件“小型化”、“硅片化”并與微電子器件相集成，形成完整的、具有綜合功能的新型大規(guī)模集成芯片。
硅基光電子技術有著和微電子兼容的生態(tài)體系，可以緊密與微電子結合，這正是硅基光電子技術強大生命力的來源。未來的工藝線不再是單純的微電子工藝線，而是“微電子+硅光”融合的工藝線，硅基光電子技術的生命力隨著“光電融合”的大趨勢得以發(fā)展。Yole的調(diào)研報告顯示，2017年，硅基光電子的全球市場規(guī)模約為2億美元；到2019年，硅光市場增長至4.8億美元；隨著5G網(wǎng)絡規(guī)模部署，激光雷達、生物醫(yī)療、光子AI等應用帶來的推動效應日益顯著，預計到2025年，全球硅光市場將接近40億美元。
整體而言，硅基光電子的發(fā)展前景美好，同時正面臨三大方面挑戰(zhàn)，一是來自規(guī)模應用的挑戰(zhàn)，在硅基光電子技術發(fā)展的初期，其市場份額無法與COMS工藝相匹配，這意味著很難找到合適的硅基光電子芯片研發(fā)和生產(chǎn)平臺，量沒有起來良率和穩(wěn)定性就很難保證；二是來自技術突破的挑戰(zhàn)，硅基光源問題，硅波導的溫度工藝敏感問題，損耗問題，高效率的被動耦合與自動化、低成本的封裝還有待突破；三是來自生態(tài)環(huán)境的挑戰(zhàn)，整個國際光電子生態(tài)鏈仍處在一種割裂狀態(tài)，EPDA軟件缺失，沒有形成標準化。
CUMEC開放平臺實現(xiàn)硅光芯片120天交付周期
CUMEC公司瞄準目前硅基光電子技術發(fā)展生態(tài)的痛點問題，為用戶提供一體化的解決方案，實現(xiàn)設計、制造、封裝全鏈條的完整支撐。
目前，CUMEC公司硅基光電子平臺的一期工程已經(jīng)建成一條8吋工藝線，并與是德科技共同成立了集成光電芯片測試聯(lián)合實驗室，具備完整的硅基光電子芯片封測能力和晶圓級測試能力。CUMEC硅基光電子平臺憑借自身過硬的專業(yè)能力和運行管理能力有效縮短了產(chǎn)品的交付周期，從簽訂合同并收到版圖算起，平臺承諾在120天內(nèi)完成芯片交付。
2020年5月底，CUMEC公司面向全球發(fā)布180nm成套硅光工藝（CSiP180Al PDK），建立了齊備的硅基光電子核心器件庫，包括：光柵耦合器、端面耦合器、波導分束器、交叉器、波分復用器、調(diào)制器、探測器等。多個批次測試結果顯示硅波導損耗小于1.5dB/cm，調(diào)制器、探測器支持單通道50Gbps高速速率傳輸，并已實現(xiàn)單波100G硅光器件。
CSiP180AlPDK的發(fā)布標志著CUMEC公司形成了硅基光電子的核心自主研發(fā)能力，并正式為用戶提供多項目晶圓（MPW：multi-project wafer）流片服務。日前，CUMEC公司已完成三批MPW芯片制備與檢測和多批硅光定制化設計、流片和封裝服務，并陸續(xù)交付到客戶手中。
未來CUMEC公司將進一步提升硅光工藝能力，包括130nm硅光Cu工藝，硅光異質(zhì)異構集成工藝能力等，為客戶提供更多高性能的器件IP庫，建立標準化解決方案，助力完善我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈條，優(yōu)化集成電路產(chǎn)業(yè)體系，為國家新一代信息基礎設施建設、打造成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈和西部（重慶）科學城提供核心支撐。
