硅光子重大突破！我國首次成功點亮硅基芯片內部激光光源

10月7日消息，近日，湖北九峰山實驗室再次在硅光子集成領域取得里程碑式突破性進展。

2024年9月，實驗室成功點亮集成到硅基芯片內部的激光光源，這也是該項技術在國內的首次成功實現。

此項成果采用九峰山實驗室自研異質集成技術，經過復雜工藝過程，在8寸SOI晶圓內部完成了磷化銦激光器的工藝集成。

該技術被業(yè)內稱為“芯片出光”，它使用傳輸性能更好的光信號替代電信號進行傳輸，是顛覆芯片間信號數據傳輸的重要手段，核心目的是解決當前芯間電信號已接近物理極限的問題。

對數據中心、算力中心、CPU/GPU芯片、AI芯片等領域將起到革新性推動作用。

基于硅基光電子集成的片上光互連，被認為是在后摩爾時代突破集成電路技術發(fā)展所面臨的功耗、帶寬和延時等瓶頸的理想方案。

而業(yè)界目前對硅光全集成平臺的開發(fā)最難的挑戰(zhàn)在于對硅光芯片的“心臟”，即能高效率發(fā)光的硅基片上光源的開發(fā)和集成上。該技術是我國光電子領域在國際上僅剩不多的空白環(huán)節(jié)。

九峰山實驗室硅光工藝團隊與合作伙伴協同攻關，在8寸硅光晶圓上異質鍵合III-V族激光器材料外延晶粒，再進行CMOS兼容性的片上器件制成工藝，成功解決了III-V材料結構設計與生長、材料與晶圓鍵合良率低，及異質集成晶圓片上圖形化與刻蝕控制等難點。經過近十年的追趕攻關，終成功點亮片內激光，實現“芯片出光”。