【光子芯片邁出重要的一步，中國芯片繞開EUV光刻機將成真】
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日前那上海交通大學無錫光子芯片研究院宣布國內首條光子芯片中試線正式啟用 ， 代表著國內光子芯片的產業化邁出了重要一步 ， 光子芯片很快將不再是理論研究 ， 而可能在不久的將來實現商用化 。
業界都知道 ， 制造芯片的最基本材料就是硅片 ， 而硅片則是來自于日常生活中常見的沙子 ， 不過將沙子變成硅片并不是太容易的事情 ， 這方面目前主要由日本掌握 ， 日本也是全球最大的硅片生產國 ， 三星、臺積電、Intel等都要從日本采購硅片 。
對于光子芯片來說 ， 目前普遍認為鈮酸鋰是最有希望的材料 ， 鈮酸鋰化學特性較為穩定 ， 具有良好壓電效應、光電效應等 ， 適合作為光子芯片的基礎材料 ， 美國國防部曾評價電子學的基本材料是硅片 ， 光子學的發源地很可能就是鈮酸鋰 。
鈮酸鋰如此重要 ， 但是將鈮酸鋰制造成光刻機可用的晶圓卻面臨不少的難題 ， 中國各個機構就一直為此努力 ， 2019年南開大學解決了鈮酸鋰微加工的世界難題 ， 2023年上海微系統所成功制備了6英寸的鈮酸鋰晶片--這是全球首次實現6英寸鈮酸鋰晶片的制備 ， 再到如今上海交通大學無錫光子芯片研究院建設國內首條光子芯片中試線 ， 可見中國一直在一步步地推進鈮酸鋰晶片的產業化 。
上海交通大學無錫光子芯片研究院建設的中試平臺集科研、生產和服務于一體 ， 配備了 100多 臺“國際頂級 CMOS 工藝設備” ， 覆蓋了薄膜鈮酸鋰光子芯片的各個工序 ， 包括光刻、薄膜沉積、刻蝕等的全封閉工藝 ， 實現了國內完全自主化生產鈮酸鋰晶片的工序 。
2022年《北京日報》報道指國內首條光子芯片生產線籌建 ， 2023年量產 ， 配合這次的鈮酸鋰生產中試平臺 ， 國內將成為完整的光子芯片產業鏈 ， 這些環節都將由國內的設備完成 ， 而無需再依賴海外設備 ， 畢竟光子芯片為全新的產業 ， 發展光子芯片得各自推進設備的發展 。
相比起硅基芯片 ， 光子芯片對工藝的要求較低 ， 一般只要百納米以上的工藝就能滿足要求 ， 而這方面國內的光刻機也已完全能達到技術水準 ， 更無需依賴ASML用于生產7納米以下工藝的EUV光刻機 。
據悉光子芯片較硅基芯片可以快1000倍 ， 而功耗卻低得多 ， 如此可以對于5G、物聯網、服務器等行業需要高性能、低功耗的行業尤為合適 ， 而光子芯片的發展面向的恰恰是這些方面 。
值得注意的是光子芯片技術同樣得到美國企業的重視 ， NVIDIA就已與臺積電合作研發硅光子集成研發項目 ， 以在圖形芯片上使用硅光子芯片異構集成技術 ， 降低GPU芯片的功耗 ， 這與NVIDIA擔憂AI行業的大發展將導致全球能源供應不足 ， NVIDIA創始人黃仁勛就認為以目前的硅基芯片技術 ， 即使采用更先進的工藝 ， 也AI也可能需要14個地球的能源 ， 可見硅基芯片的能耗多么大 ， 也可以看出美國芯片行業已在嘗試引入光芯片技術 。
中國在光子芯片產業化方面的推進 ， 將有助于中國芯片行業實現彎道超車 ， 因為如今都清楚研發EUV光刻機的技術難度實在太大 ， ASML的EUV光刻機就需要全球數十個國家的5000家企業合作 ， 如果沿著這樣的路線前進 ， 中國芯片就只能一直跟隨 ， 而在光子芯片等先進芯片技術方面發展 ， 現有的海外先進芯片產業鏈就可能不再是中國芯片的桎梏 。
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