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中科院出手!这款芯片从100%进口到自主可控、全球第一
来源:资质      发布时间:2024-01-11 20:05:53      


中科院出手!这款芯片从100%进口到自主可控、全球第一


  2012年以前,中国的PLC光分路器芯片全部依赖进口,一次校企合作打破了国外厂商长期垄断的局面,将芯片价格从五六百打到10块钱左右,下一步该着眼高端芯片市场。

  2月28日,“20多位中科院专家把芯片价格打到10块”冲上微博热搜。为实现芯片技术自主可控自立自强,20多位中科院半导体所的专家扎根鹤壁,攻克道道技术难关,成功研发出了PLC光分路器芯片,

  中科院半导体研究所研究员、河南仕佳光子科技股份有限公司副总经理吴远大表示,在2012年以前,我国的PLC光分路器芯片全部依赖进口,

  2011年,吴研究员与所里的6个年轻人一起,来到鹤壁担任仕佳光子常务副总裁,开展校企合作。2012年,仕佳光子即正式对外发布PLC光分路器芯片,成为中国第一家,也是当时国内唯一一家能够量产该芯片的企业,成功打破该市场被国外厂商长期垄断的局面。

  如今,以仕佳光子为龙头,鹤壁市经济技术开发区吸引了40多家光电子上下游企业聚集发展,光电子产业规模以年均40%以上增速加速扩张。

  面对芯片产业化问题,吴远大表示,在国家863计划、973计划项目资助下,中科院半导体所对这些芯片已经开展了十多年的基础研究,但由于三方面原因,此前一直没有产业化。

  微电子技术中二氧化硅薄膜材料的厚度,一般仅为几百纳米,而平面集成光波导芯片中,则要求二氧化硅膜的厚度高达几个微米,甚至几十个微米,要求无龟裂、无缺陷,且更偏重二氧化硅材料的光传输性质。国外生长硅基SiOx集成光波导材料的方式主要有两种: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法生长速率快,产业化效率更加高,二者各有优缺点,而国内缺乏相关应用基础研究。

  ,特别是在整张晶圆的均匀性、稳定性方面,如二氧化硅厚膜的高深宽比和低损耗刻蚀工艺;

  彼时,手握十几年光电子芯片研究技术的中科院半导体研究所到了技术转化的关口,正在寻找合作的平台,地处鹤壁的仕佳通信也正在谋求业务转型,并将目光瞄向了当时核心技术都掌握在国外企业手中的光电子芯片,两者一拍即合,光电子芯片的校企合作就此开启,并很快就取得了产业化成果。

  吴研究员所讲的三点问题也是整个中国半导体产业面临的通病,缺乏基础研究、生产的基本工艺达不到产业化标准及买来主义风气

  。并且,大家都明白与其他产业相比,半导体产业的创业周期更长、资金需求更大,整体来讲就是不确定性与风险更大。

  同时,我们也应该看到光电子芯片的能够顺利实现国产化与相关专项规划的研究积累密不可分。但,如何把握基础研究、理论积累转化为产业化商品的过程又非常微妙。左手政策、右手市场,根据以往经验,偏左偏右都一定会出现问题。

  面对还未转化的研究成果需要根据科学技术创新专项规划等政策进行筛选、孵化,制定合理的评价标准,在继续支持已完成产业转化的领域持续发展的同时,还应该关注依然存在的差距。

  从光芯片的角度来看,我们的研发环节较为薄弱,这就导致相当一部分高端光芯片还需要依赖进口。

  光芯片处于光通信产业链的核心位置,技术方面的要求高,工艺流程复杂,研发生产的全部过程涉及半导体材料、半导体物理、量子力学、固体物理学、材料学、激光原理与技术等诸多学科,需要综合掌握外延、微纳加工、封装、可靠性等多领域技术工艺,并加以整合集成,属于技术密集型行业。

  海外头部厂商的高速率光芯片市场参与度更高,国内头部厂商源杰科技、光迅科技、仕佳光子、云岭光电、武汉敏芯等已具备25G及以上部分光芯片产品生产能力。

  我们的光芯片研发能力与国外企业还存在比较大差距,特别是在高速率光芯片(25G及以上)。根据ICC统计,2021年2.5G及以下速率光芯片国产化率超过90%,10G光芯片国产化率约60% ,

  在移动通信网络市场,随着4G向5G的过渡,中回传将更加广泛采用长距离10km-80km的10G、25G、50G、100G、200G光模块,

  随着数据流量的不断增多,交换机互联速率逐步由100G向400G升级,且未来将逐渐出现800G需求。根据LightCounting的统计,预计至2025年,

  全球数据中心光模块市场规模将增长至73.33亿美元,400G光模块市场规模将迅速增加达到18.67亿美元,这将带动25G及以上速率光芯片需求快速增长。

  ,工信部最新多个方面数据显示,截至2022年底,中国累计建设开通了5G基站231万个,未来几年基站建设还会继续推进,考虑到5G室外宏站数至少是4G的1.2-2倍,并且若室内覆盖主要是依靠数千万个小基站,

  预计5G会带来数千万量级25/50/100G光模块用量,从自主可控的角度来看,高速率光芯片的国产化是必然。

  不论是从市场需求的角度来看,还是考虑到自主可控等因素,高速率慢慢的变成了光芯片的发展趋势,

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