国内首条12寸硅光芯片流片平台投用 我国企业在硅光领域实现关键突破

 国内首条12寸硅光芯片流片平台在武汉光谷正式投用,标志着我国在硅光领域实现关键突破。该平台由国家信息光电子创新中心(NOEIC)建设运营,基于12寸40nm CMOS工艺线,首次实现全国产化硅光PDK(工艺设计套件)、TDK(测试设计套件)及ADK(封装设计套件)的全流程标准化,可支撑硅光芯片大规模量产。这一突破不仅填补了国内空白,更使我国在5G/6G、AI算力网络、量子信息等底层技术领域获得重要支撑。

 技术层面,12寸硅光平台相比传统微电子芯片展现出显著优势。其采用380nm宽的脊形波导设计,电光相移器长度达3mm,横向PN结掺杂浓度精确控制在p型3.5e17 cm-3、n型7.6e17 cm-3.实现336 Gbps MZ调制器和290 Gbps微环调制器的高性能输出。该平台绕开对EUV光刻机的依赖,通过硅基材料与标准CMOS工艺的融合,使芯片传输速率提升的同时功耗大幅降低,为半导体产业提供了"换道超车"的新路径。国家信息光电子创新中心已依托该平台突破1.6T硅光互连芯片、2T芯粒等关键技术,完成800多次订单服务。

 产业生态方面,该平台汇聚了光迅科技(持股37.5%)、烽火通信(18.75%)、亨通光电(12.5%)等龙头企业资源,形成从设计到封装的完整产业链。投用初期已有超过20家企业达成合作意向,东湖高新区通过MPW(多项目晶圆)流片服务模式,推动产业从"单点突破"向集群化发展。平台采用的12英寸晶圆尺寸能有效摊薄单位成本,相比8英寸硅片提升约1.78倍产能,特别适合数据中心、智能汽车等对高性能芯片需求激增的领域。

 战略意义层面,硅光技术作为继CMOS之后最具潜力的技术平台,其发展将重塑全球半导体格局。该平台投用使我国在硅光子产业从跟随者转变为规则制定者,据预测全球硅PIC市场将从2023年9500万美元增长至2029年8.63亿美元,复合年增长率达45%。中国公司正成为该领域新领导者,在电信、激光雷达、量子计算等应用场景展现出巨大潜力。随着AI大模型训练对数据传输速率要求的指数级提升,硅光芯片将成为支撑算力网络的核心基础设施。

 此次突破是武汉光谷"光芯屏端网"产业集群建设的重大成果。国家信息光电子创新中心自2018年成立以来,持续攻克关键共性技术,此次12寸平台的投用标志着我国已构建起国际一流的硅光芯片供应能力。未来随着技术迭代,硅光芯片有望在可见光谱延伸、可编程电路等方向实现更多创新应用,为全球信息技术发展提供中国方案。