光电子技能的“破茧”之路

 
 
光电子技能的“破茧”之路  
 

■本报记者 胡珉琦

克日，中国科学院半导体研究所（以下简称半导体所）“半导体光电子器件及集成技能”入选了中科院“率先动作”打算第一阶段重大成就及符号性希望。

作为国度信息财富的基本技能之一，光电子技能在宽带互联网、高机能计较、智能呆板人、先进制造和伶俐都市等多个规模起到要害性支撑浸染。它也因此成为了权衡一个国度综合实力和国际竞争力的重要符号。

认准了半导体光电子器件及集成技能是构建将来信息社会的焦点和基本，半导体地址“十二五”和“十三五”期间，别离将其作为重点培养偏向和重大打破偏向，僵持面向国度重大需求，打破半导体光电子器件及集成技能的瓶颈，研制出自主可控焦点光电子器件，以实现其在光通信、光互连、光传感等规模的典范应用。

在限制中打破

新一代信息技能、呆板人、航空航天装备、新能源汽车、新质料、生物医药及高机能医疗器械等，这些中国制造重点规模都离不开一项支撑技能——激光技能。

而半导体激光器是全固态激光、光纤激光、气体激光等的泵浦源，是焦点器件，不行或缺、不行替代。但我国在激光芯片方面的成长近况却是低端芯片依赖入口，高端芯片受制于人。

1996年11月开始实施的《瓦森纳协定》明晰了对中国禁运的半导体激光芯片的清单，且跟着技能的演进，每年清单中的器件范例、器件指标都在不断更新，旨在将中国的半导体激光器应用技能限制在低端程度。

2003年博士后研究事情竣事后返回半导体所的郑婉华，只想到了一条出路——打破高机能激光芯片技能，并且必需摸索一条自主成长的阶梯，实现换道超车。

当年她向科技部提出发起，中国应该创新成长光子晶体半导体激光器新道理与新技能，办理半导体激光面对的功率密度低、光束质量差的世界性困难。这一提议不只得到了“863”项目标支持，后期也获得了国度自然科学基金等新项目标辅佐。郑婉华团队在2006年率先在中国实现光子晶体激光的打破，中国也成为了其时实现光子晶体激光激射的少数几个国度之一。

很多数导体人都有着和郑婉华一样的际遇和经验。“限制”反而成了光电子技能打破的磨刀石。

同样艰巨迎战的尚有光通信芯片团队。国度宽带网络建树的焦点芯片，以前主要把握在美国、日本、韩国、丹麦及英国等国的几家企业手中，中国以入口芯片封装为主。面临国度光网络建树需求，半导体所颠末10多年的技能攻关，不只办理了光分路器及AWG芯片设计及要害工艺问题，还实现了光分路器及AWG的成就转化。如今，光分路器芯片全球市场占有率达50%以上，AWG芯片实现外洋市场打破，有力保障了我国宽带网络建树芯片的自主可控，促进了我国硅基光子学器件的财富链完整性建树。

渡过漫长的沉默沉静期

光电子技能，出格是芯片技能，一头是研发，一头是制造。要从这一头走到那一头，而且稳稳地落地，经常是孤傲又漫长的。

2010年，半导体所光通信芯片团队开启了成就转化之路。10年中，他们需要办理损耗匀称性、芯片良率、工艺不变性、一致性及靠得住性等一系列问题。“这些问题在半导体所基本研究中并非重点存眷的问题，而在财富化中却是必需办理的。”半导体所研究员安俊明汇报《中国科学报》，为此，一款芯片需要30多次的设计优化制版、上百次的尝试流片验证，才气使芯片机能到达国际同类芯片程度，与海外芯片同台竞争。