本报 乔 地
我国光电子芯片，已在豫北小城鹤壁得到打破。个中的PLC光分路器芯片早在2012年就实现国产化，迫使国外芯片在中国市场的价格从每晶圆最高时2400多美元降到100多美元。目前已占环球市场50％以上份额。
更了不起的是，他们研发的阵列波导光栅（AWG）芯片，在骨干网、高速数据中央及5G基站前传等领域获重大打破，个中，骨干网AWG进入干系领域有名国际设备商供应链，高速数据中央及5G运用技能有望在国际竞争中领跑。近日，他们已在5G前传循环型波分复用、解复用芯片核心技能方面，开始实验验证事情。
占领光电子芯片三大壁垒
5月17日，科技日报前往鹤壁采访。在仕佳光子展厅里，吴远大先容，在目前天下上100多类高端光电子芯片中，海内有两大类全系列化芯片技能基本实现国产化。一类是紧张运用于光纤到户接入网中的PLC光分路器芯片，另一类是紧张运用于骨干网、城域网、高速数据中央和5G领域的阵列波导光栅芯片。“这两类芯片，都是我们公司研发的。”吴远大说。
今年45岁的吴远大，是中国科学院半导体研究所研究员，紧张致力于高性能无源光电子材料与器件的运用根本研究，同步开展PLC光分路器芯片及阵列波导光栅芯片的家当化技能开拓事情。2011年，作为我国光电子奇迹紧张开拓者王启明院士团队的一员，他与所里的6个年轻人一起，来到鹤壁担当河南仕佳光子科技株式会社常务副总裁，开展院企互助，开启我国高端光电子芯片的家当化之路。
吴远大说，在国家863操持、973操持项目帮助下，中科院半导体所对这些芯片已经开展了十多年的根本研究，但由于三方面缘故原由，此前一贯没有家当化。
一是高质量的高折射率差硅基SiOx集成光波导材料根本薄弱。微电子技能中二氧化硅薄膜材料的厚度，一样平常仅为几百纳米；而平面集成光波导芯片中，则哀求二氧化硅膜的厚度高达几个微米，乃至几十个微米，哀求无龟裂、无毛病，且更侧重二氧化硅材料的光传输性子。国外成长硅基SiOx集成光波导材料的办法紧张有两种：以欧美为代表的化学气相沉积法（PECVD），以日本、韩国为代表的火焰水解法（FHD）。PECVD法精度较高，操控性好；FHD法成长速率快，家当化效率更高，二者各有优缺陷。而海内缺少干系运用根本研究。
二是芯片工艺水平达不到芯片家当化需求，特殊是在整张晶圆的均匀性、稳定性方面，如二氧化硅厚膜的博识宽比和低损耗刻蚀工艺。
三是在家当和市场导向上，过去侧重于买，拿市场换技能。
“我们带着这些研究成果来到鹤壁，大概是厚积薄发，2011年建立专用研发生产线，2012年就完成家当化工艺技能开拓，2015年PLC光分路芯片环球市场份额达到50％。那一年，我们出货芯片2000多万颗；今年前4个月，每月产量都在200万颗以上。国际上芯片家当化十来年才能走完的路，我们三四年就实现了。”吴远大说。
两大研发操持，占领两座光电芯片山头
在光分路器芯片成功实现家当化的同时，他们又把目光投向了阵列波导光栅芯片（AWG）开拓。
2013年，国家863操持“光电子集成芯片及其材料关键工艺技能”项目，由仕佳光子牵头承担，吴远大担当课题卖力人。
他们采取等离子体增强化学气相沉积和火焰水解法相结合的二氧化硅厚膜成长事理，改进厚膜成长设备，通过对多层构造的二氧化硅材料进行多组分、抗互溶的掺杂，结合梯度高温处理及干法刻蚀工艺制程，得到了不同折射率差的低损耗、低应力、高品质、高折射率差SiOx光波导材料，且材料成长效率显著提升，填补了硅基SiOx集成光波导材料根本薄弱的难题，为AWG芯片的家当化打下了坚实根本。
进一步，在国家重点研发操持项目“高性能无源光电子材料与器件研究”帮助下，又占领了多项芯片关键工艺技能，在六英寸硅基/石英基SiOx晶圆工艺的均匀性、重复性和稳定性方面得到了专利或专有技能，培养了十多位专项工艺技能人才，实现了芯片工艺能力与家当化技能的领悟融通，研制成功的4通道、8通道及16通道AWG芯片，冲破了国外对我国高性能AWG芯片家当化技能的长期垄断，实现了在国际市场上与国外企业同台竞争。
目前，项目团队拥有AWG芯片设计及工艺核心发明专利十多项，并得到了2017年度国家科技进步二等奖,提升了我国下一代（5G）通信主干承载光网络和光互连培植的核心竞争力。
开辟高速DFB激光器芯片家当化新征程
现在，仕佳光子又引进中科院半导体所王圩院士团队，开始了高速DFB激光器芯片家当化的新征程。
两个院士团队的13名专家常年驻扎在鹤壁。鹤壁则以仕佳光子为龙头，引进了上海标迪、深圳腾天、威讯光电等十多家高下游配套企业，成立了6大省级以上技能研发创新平台。一个有“芯”的“中原硅谷”正在鹤壁崛起！
“中国芯片虽然已经在个别领域遇上了国外前辈水平，乃至超越了国外技能。” 但是，吴远大说，“整体而言，要全面追遇上还须要20年。以是，必须瞄准紧张芯片，全面实现国产化！
”而这正是他们下一步要占领的目标。
