6月9日音讯,据新闻媒体报道,上海交大无锡光子芯片研究院(CHIPX)获得严重进展:其在国内首个光子芯片中试线英寸薄膜铌酸锂光子芯片晶圆,并同步完成了超低损耗、超高带宽的高功能薄膜铌酸锂调制器芯片的规划化量产。该芯片的要害技能方针已到达世界先进水平。
光量子芯片是光量子核算的中心硬件载体,其工业化对我国在量子信息范畴完成自主可控、抢占全球量子科技制高点具有战略意义。
但是,曩昔因为共性要害工艺技能渠道的缺失,我国光量子技能长时间面对“实验室效果难以量产”的“卡脖子”窘境。光子芯片中试线的启用成为破局要害。
为霸占这一难题,上海交大无锡光子芯片研究院于2022年12月发动建造国内首条光子芯片中试线月正式启用这条集研制、规划、加工和应用于一体的渠道。现在首片晶圆成功下线,标志着中试渠道完成量产通线,项目建造高效推动。
薄膜铌酸锂作为一种高功能光电资料,具有超快电光效应、高带宽、低功耗等显着优势,在5G通讯、量子核算等范畴潜力巨大。但其资料脆性大,大标准晶圆的制备,尤其是在量产化工艺中完成纳米级加工精度操控、薄膜堆积均匀性确保和刻蚀速率一致性调控,一直是职业面对的严重应战。
CHIPX工艺团队依托自主建造的国内首条光子芯片中试线余台世界尖端CMOS工艺设备,构建了掩盖薄膜铌酸锂晶圆光刻、薄膜堆积、刻蚀、湿法、切开、量测到封装的全闭环工艺链。
经过立异性开发芯片规划、工艺计划与设备系统的协同适配技能,团队成功打通了从光刻图形化、精细刻蚀、薄膜堆积到封装测验的全制程工艺,完成晶圆级光子芯片集成工艺的严重打破。
凭仗中试渠道先进的纳米级加工设备和快速工艺迭代才能,团队经过很多工艺验证与优化,选用深紫外(DUV)光刻与薄膜刻蚀的组合工艺,系统性处理了要害技能瓶颈:在6英寸铌酸锂晶圆上完成了110nm高精度波导刻蚀;经过步进式(i-line)光刻完成了高均一性、纳米级波导与杂乱高功能电极结构的跨标准集成,到达顶尖制程水平。
一起,经过资料-器材协同规划立异,在确保高集成度的前提下完成了功能的跨越式打破,要害方针全面抢先:调制带宽打破110GHz,打破世界高速光互连带宽瓶颈;插入损耗<3.5dB;波导损耗<0.2dB/cm,显着提高光传输功率;调制功率到达1.9 V·cm,电光转化功率大幅优化。
中试渠道是衔接立异与工业的桥梁。依托该渠道及年产12000片晶圆的量产才能,研究院将为工业合作伙伴供给“低成本”、“快速迭代”、“规划化量产”的处理计划。在提高本身科学技能立异才能的一起,研究院活跃打造敞开同享的服务生态赋能工业。
近期,研究院将发布包括本次高功能薄膜铌酸锂调制器芯片中心工艺参数与器材模型的PDK工艺规划包。该版别PDK不只集成无源耦合器、分束器、波导阵列和有源热相移器、电光调制器等根底元件模型,一起包括多物理场协同仿真模块,旨在构建标准化光子芯片规划系统。
未来,研究院将依托中试线的可拓宽优势,经过补充设备、拓宽多资料系统、打破多资料异质集成技能,建造具有安稳量产才能的晶圆级光子芯片产线,方针打造全球规划最大的光子芯片工业基地。