國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心硅光提案成功入選中國(guó)科協(xié)2020年度工程難題

  ICC訊 8月15日，中國(guó)科協(xié)在第二十二屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)閉幕式上發(fā)布了10個(gè)對(duì)科學(xué)發(fā)展具有導(dǎo)向作用的科學(xué)問題和10個(gè)對(duì)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)具有關(guān)鍵作用的工程難題，由國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心(以下簡(jiǎn)稱“創(chuàng)新中心”)聯(lián)合中國(guó)信科集團(tuán)、光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、光迅科技等單位提出的“硅光技術(shù)能否促成光電子和微電子融合?”成功入選中國(guó)科協(xié)2020年度工程難題。

  自2018年以來，中國(guó)科協(xié)組織全國(guó)學(xué)會(huì)及學(xué)會(huì)聯(lián)合體開展重大科學(xué)問題和工程技術(shù)難題征集活動(dòng)并向公眾發(fā)布，三年共評(píng)選、發(fā)布了100個(gè)難題。其中，2020年的征集發(fā)布活動(dòng)共征集到103家全國(guó)學(xué)會(huì)、學(xué)會(huì)聯(lián)合體、企業(yè)科協(xié)提交的490個(gè)問題難題，1.88萬余名院士、專家、一線科技工作者參與。這是中國(guó)科協(xié)發(fā)揮自身組織和人才優(yōu)勢(shì)，研判未來科技發(fā)展趨勢(shì)，明確科技創(chuàng)新突破口，前瞻謀劃和布局前沿科技領(lǐng)域與方向，服務(wù)世界科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要舉措。

  此次創(chuàng)新中心提出的“硅光技術(shù)能否促成光電子和微電子融合?”成功入選中國(guó)科協(xié)2020年度工程難題，充分體現(xiàn)了硅光技術(shù)在當(dāng)前科技領(lǐng)域的創(chuàng)新性和戰(zhàn)略性地位。創(chuàng)新中心將以此為契機(jī)，全力開展硅光產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究和開發(fā)，并充分利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有微電子產(chǎn)業(yè)資源和CMOS制造平臺(tái)，建立健全硅光產(chǎn)業(yè)鏈，有效提升我國(guó)信息光電子的制造能力，緩解高端光電子芯片“卡脖子”困境，為我國(guó)信息化新基建提供有力支撐。

  背景介紹

  光電子與微電子融合是國(guó)際芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。通過CMOS兼容工藝在硅芯片上實(shí)現(xiàn)光電子功能器件和微電子集成電路的系統(tǒng)化集成，有助于促進(jìn)光電子與微電子進(jìn)一步深度融合、協(xié)同發(fā)展和架構(gòu)革新。超高速、智能化、低功耗的硅基光電子集成芯片將成為光通信、5G移動(dòng)通信、數(shù)據(jù)中心、超級(jí)計(jì)算、人工智能、量子信息、消費(fèi)電子和傳感等重要領(lǐng)域的關(guān)鍵使能技術(shù)。

  ▲硅基光電子集成芯片概念圖

  從世界范圍看，硅光芯片技術(shù)的研究主要由美國(guó)、歐洲和日本引領(lǐng)，一系列硅光芯片和模塊產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心和相干光傳輸?shù)仁袌?chǎng)取得了成功。除傳統(tǒng)光模塊之外，國(guó)外研發(fā)機(jī)構(gòu)正在致力于實(shí)現(xiàn)硅光芯片與高性能微電子芯片的融合，并已驗(yàn)證了集成硅光I/O芯片的新一代FPGA、CPU和ASIC芯片。以上硅基光電子芯片的進(jìn)展為下一代微電子芯片打破性能瓶頸，保持持續(xù)升級(jí)趨勢(shì)提供了有力支撐。

  硅基光電子集成芯片是微電子與光電子相融合的產(chǎn)物，也是推動(dòng)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的最佳解決方案。然而，當(dāng)前的硅基光電子元器件尺寸仍比較大，功耗仍比較高，光電融合芯片架構(gòu)有待探索和優(yōu)化，制造工藝和封裝技仍有很大提升空間。因此深入開展新結(jié)構(gòu)、新材料及新工藝的探索，進(jìn)一步挖掘硅光芯片的巨大潛力，是今后硅光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要研究方向。