中國(guó)科學(xué)院芯片領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展新型“光學(xué)硅”芯片問世

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2024-05-10 05:50:39 中國(guó)青年網(wǎng)

集成電路產(chǎn)業(yè)已邁入“后摩爾時(shí)代”，面對(duì)芯片性能提升的困境和高昂成本，探索新技術(shù)路徑成為當(dāng)務(wù)之急。中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的科研團(tuán)隊(duì)近期在鉭酸鋰異質(zhì)集成晶圓及高性能光子芯片研究中取得了重大進(jìn)展，開發(fā)出一種新型“光學(xué)硅”芯片，具備批量生產(chǎn)能力。這一成果于8日在《自然》雜志線上發(fā)表。

當(dāng)前，硅光技術(shù)和薄膜鈮酸鋰光子技術(shù)作為集成光電技術(shù)的代表，被視為克服集成電路芯片性能提升障礙的創(chuàng)新手段。鈮酸鋰因其卓越的光電轉(zhuǎn)換性能被譽(yù)為“光學(xué)硅”，并激發(fā)了國(guó)際上構(gòu)建“鈮酸鋰谷”的構(gòu)想，類似于“硅谷”的發(fā)展模式。

與備受矚目的鈮酸鋰相媲美，鉭酸鋰同樣贏得了“光學(xué)硅”的稱號(hào)。論文的共同通訊作者、來自中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所的歐欣研究員指出，研究證實(shí)了單晶鉭酸鋰薄膜在電光轉(zhuǎn)換特性上的杰出表現(xiàn)，某些方面超越了鈮酸鋰。尤為重要的是，硅基鉭酸鋰異質(zhì)晶圓的生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有硅晶圓技術(shù)高度兼容，意味著鉭酸鋰薄膜能夠以更低的成本實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，其應(yīng)用潛力巨大。

科研團(tuán)隊(duì)利用“萬能離子刀”技術(shù)，結(jié)合離子注入與晶圓鍵合技術(shù)，成功制備出高質(zhì)量的硅基鉭酸鋰單晶薄膜異質(zhì)晶圓。同時(shí)，與合作伙伴共同開發(fā)了超低損耗的鉭酸鋰光子器件微納加工工藝，推進(jìn)了鉭酸鋰光子芯片的研制。

歐欣強(qiáng)調(diào)，新研發(fā)的鉭酸鋰光子芯片展示出超低光學(xué)損耗和高效的電光轉(zhuǎn)換能力，預(yù)示著它可能為通信領(lǐng)域的速度限制、能耗問題、頻率瓶頸以及帶寬局限提供創(chuàng)新解決方案，并有望在低溫量子技術(shù)、光計(jì)算及光通信等多個(gè)前沿領(lǐng)域引發(fā)技術(shù)革命。

(責(zé)任編輯：張蕾)

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