Pada masa kini, persaingan sains dan teknologi semakin sengit, dan teknologi cip yang paling menarik perhatian berubah dengan setiap hari berlalu. Sebelum berita mengenai penyebaran cip 2-nanometre IBM, TSMC dan rakan kongsinya mengumumkan kejayaan dalam cip sub-1-nanometre. Secara meluas dipercayai bahawa manusia menghampiri had teori cip elektronik.
Cip optik silikon mempunyai ciri-ciri kelajuan pengkomputeran tinggi, penggunaan kuasa yang rendah dan kelewatan masa yang rendah, dan tidak perlu untuk meneruskan pengurangan had saiz proses. Dalam proses pembuatan, tidak perlu sekuat cip elektronik, tetapi mesti menggunakan mesin lithoografi ULTRAVIOLET melampau (EUV).
Jadi, bolehkah cip cahaya silikon pecah melalui "siling" Moore's Law, membuka "trek" baru?
Masih ada masalah teknikal yang perlu diatasi
"Konsep fotonik silikon telah dicadangkan untuk masa yang lama, tetapi tidak mudah untuk membuat cip fotonik silikon." Li Peigang, seorang profesor dan penyelia kedoktoran di Beijing University of Posts and Telecommunications, memberitahu Science and Technology Daily bahawa seawal tahun 1990-an, pengamal IT mula mencari pengganti kepada industri cip semikonduktor tradisional, dan pengkomputeran fotonik pernah dianggap teknologi masa depan yang paling menjanjikan. "Atas sebab-sebab teknikal, sehingga awal abad ke-21, perusahaan dan institusi akademik yang diketuai oleh Intel dan IBM menerajui dalam membangunkan teknologi penghantaran isyarat optik cip silikon, dengan harapan untuk menggantikan litar data antara cip dengan laluan optik." Li Peigang berkata.
Li Peigang memberitahu pemberita bahawa teknologi pembuatan cip optik silikon adalah berdasarkan silikon dan bahan substrat silikon, penggunaan semikonduktor logam pelengkap (CMOS) untuk pembangunan peranti optik dan teknologi integrasi, yang menggabungkan ciri-ciri skala ultra-besaran, pembuatan ketepatan ultra tinggi teknologi litar bersepadu dan kelebihan kelajuan ultra tinggi, penggunaan kuasa ultra-rendah teknologi fotonik. Ia adalah pelengkap kepada teknologi pembuatan wafer semikonduktor sedia ada.
Li Peigang berkata, China amat mementingkan pembangunan industri cip optik silikon. Tetapi pada mulanya, lampu cip silikon mewah domestik diberi keutamaan dengan reka bentuk, lembaran aliran adalah utama atau di luar negara, penyediaan cip, kitaran panjang, kos tinggi, menyekat pembangunan teknologi fotonik silikon di China, "dan mengehadkan pembangunan teknologi cip Cina di luar negara, telah menerima pakai beberapa langkah, pembangunan syarikat cip cahaya silikon di China telah menyebabkan pengaruh yang serius."
Li Peigang memberitahu pemberita bahawa pembangunan teknologi optik silikon boleh dibahagikan kepada tiga peringkat: pertama, peranti berasaskan silikon secara beransur-ansur menggantikan komponen diskret, dengan silikon untuk membuat peranti pendasar komunikasi optik, untuk mencapai penyeragaman proses; Kedua, teknologi integrasi berkembang dari integrasi gandingan kepada integrasi monolitik, merealisasikan integrasi separa, dan mengintegrasikan peranti ini ke dalam cip yang berbeza melalui gabungan peranti yang berbeza seperti bata Lego. Ketiga, integrasi teknologi optoelektronik untuk mencapai integrasi penuh optoelectronik. Mengintegrasikan kedua-dua cahaya dan elektrik untuk mencapai fungsi yang lebih kompleks. "Kami kini dalam fasa kedua teknologi silikon-optik." Li Peigang berkata.
Pada pendapatnya, walaupun teknologi silikon-optik adalah mengawan dan cip silikon-optik akan memasuki peringkat penggunaan komersial berskala besar, masih terdapat botol teknikal yang perlu diatasi, seperti alat reka bentuk tidak standard, keperluan tinggi proses gandingan silikon-optik, dan cabaran teknikal seperti ujian wafer automatik dan pemotongan.
Li Peigang percaya bahawa China telah membuat penemuan teknologi dalam penyelidikan dan pembangunan cip optik silikon, tetapi dalam aspek perindustrian, masih terdapat beberapa masalah dalam teknologi perindustrian cip optik silikon domestik, termasuk reka bentuk struktur, proses pembuatan, pembungkusan peranti dan sokongan aplikasi, dan lain-lain, yang perlu dibangunkan dan matang. "Selain teknologi itu sendiri, perindustrian cip optik silikon juga akan dipengaruhi oleh faktor komprehensif seperti bahan, teknologi, peralatan, perisian, bakat dan ekologi pasaran. Oleh itu, di samping melabur dalam penyelidikan dan pembangunan teknologi, ia juga sangat penting untuk membentuk ekologi perindustrian yang baik, membina platform dan mengoptimumkan ekologi, dan meningkatkan kerjasama antara huluan dan hiliran rantaian perindustrian untuk pembangunan cip optik silikon." Li Peigang berkata.
Cip optik silikon berkembang pesat di China
Pada 28 November 2017, Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat secara rasmi meluluskan pembinaan Pusat Inovasi Optoelektronik Maklumat Kebangsaan di Wuhan. Pusat ini disertai bersama oleh banyak perusahaan domestik dan institusi PENYELIDIKAN dan pembangunan seperti Optoelectronics Technology, Fiberhome Communication, Hengtong Optoelectronics dan sebagainya, mengumpul lebih daripada 60% sumber inovasi dalam bidang optoelectronik maklumat di China. Dengan menjalankan tugas strategik untuk menyelesaikan "penyelidikan dan pembangunan teknologi utama dan generik" dan "merealisasikan pengkomersialan pertama" dalam industri pembuatan optoelektronik maklumat China, kami berusaha untuk menyelesaikan keadaan "kekurangan teras" dalam optoelektronik maklumat.
Pada tahun 2017, kerajaan Perbandaran Shanghai menyenaraikan fotonik silikon sebagai salah satu projek utama perbandaran pertama, dan melabur sejumlah besar dana untuk susun atur r & d dan pengeluaran cip kesalinghubungan optik berasaskan silikon, yang bertujuan untuk membina seluruh rantaian industri cip optik silikon, menguasai teknologi teras utama, dan membiarkan perusahaan domestik menghilangkan pergantungan kepada pembekal asing.
Pada Oktober 2018, United Microelectronics Center Co., LTD., sebuah institusi penyelidikan dan pembangunan antarabangsa baru yang diwujudkan oleh kerajaan Perbandaran Chongqing, telah didaftarkan dan ditubuhkan di Chongqing dengan pelaburan awal lebih 10 bilion yuan.
Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat yang dikeluarkan pada akhir 2017 "China optoelectronic peranti Technology Development Roadmap (2018-2022)" menunjukkan bahawa kadar semasa lokalisasi cip optik berkelajuan tinggi hanya kira-kira 3%, keperluan cip optoelektronik 2022 kadar lokalisasi cip optoelectronik mewah lebih daripada 60%, kadar lokalisasi cip optoelectronik mewah 20%.
Dengan sokongan dasar, cip optik silikon berkembang pesat di China. Pada Januari 2018, platform teknologi fotonik silikon pertama China ditubuhkan di Shanghai, merapatkan jurang antara China dan negara-negara asing dalam pemprosesan dan pembuatan.
Pada 29 Ogos 2018, Sinotech mengumumkan bahawa "cip transceiver optik silikon 100G" pertama China dimasukkan ke dalam pengeluaran.
Pada September 2019, United Microelectronics Center LLC menyedari pendawaian platform proses teknologi optoelektronik berasaskan silikon 8 inci. Hanya dalam beberapa bulan, proses optik silikon yang dibangunkan sendiri telah mencapai tahap yang sangat baik, dan secara rasmi mengeluarkan "180nm Lengkap set lengkap proses optik silikon PDK" kepada dunia, yang menandakan bahawa syarikat itu mempunyai kapasiti pembuatan proses bebas dalam bidang optoelectronik berasaskan silikon, dan mula menyediakan perkhidmatan aliran cip optik silikon kepada dunia.
Di peringkat nasional, dasar-dasar yang menggalakkan yang menyokong teknologi optik silikon telah datang, dan kerajaan tempatan juga telah memasuki lembaga. Shanghai secara jelas mengemukakan pembangunan cip foton dengan peranti, fotonik silikon utama, peranti komunikasi optik, penyelidikan dan pembangunan cip foton dan aplikasi generasi baru peranti fotonik, seperti, peranti fotonik modular teknologi, berdasarkan teknologi fotonik silikon CMOS, teknologi integrasi cip, modul integrasi fotoelektrik penyelidikan teknologi encapsulation teknologi untuk menjalankan penyelidikan utama. Wilayah Hubei, Perbandaran Chongqing, Suzhou dan kerajaan lain telah mengambil cip optik silikon sebagai industri utama untuk dibangunkan dalam tempoh Rancangan Lima Tahun ke-14. "Sukar untuk melihat perbezaan ketara susun atur antara wilayah yang berbeza berdasarkan rancangan mereka. " Kami akan membangunkan industri cip optik silikon dengan memperkenalkan syarikat-syarikat baru secara aktif dan menggunakan asas industri cip sedia ada kami." Li Peigang berkata.
Cahaya dan elektrik akan bekerja bersama-sama untuk masa depan menang-menang
Teknologi optik silikon telah menjadi sasaran seterusnya industri kerana banyak ciri-cirinya. Dengan pengkomersialan berterusan teknologi perindustrian dan pengoptimuman persekitaran perindustrian, industri cip optik silikon China bersedia untuk pembangunan.
Menurut pelan pembangunan Intel industri fotonik silikon, industri modul optik silikon telah
memasuki tempoh pembangunan pesat. Pada tahun 2022, teknologi fotonik silikon akan melepasi modul optik tradisional dari segi kelajuan puncak sesaat, penggunaan tenaga dan kos. Adalah diramalkan bahawa pasaran modul optik silikon akan berkembang sebanyak 40% dan mencapai $ 3.9 bilion menjelang 2024, menyumbang 21% daripada saiz pasaran keseluruhan pada masa itu.
"Pada masa ini, lampu dan elektrik berada pada dua 'racetracks', masing-masing dengan senario aplikasi sendiri. Dalam pengkomputeran logik, trend masa depan adalah integrasi optoelektronik, dan pengkomputeran semua optik akan mengambil masa yang lama untuk dicapai." Li Peigang berkata walaupun litar bersepadu fotonik masih di peringkat awal pembangunan, tetapi ia telah menjadi trend pembangunan arus perdana peranti optik telah menjadi tidak dapat dielakkan.
"Secara umumnya, cip fotonik kini boleh menggantikan cip elektronik hanya dalam bidang pengkomputeran dan transmisi individu." Li Peigang berkata walaupun kedua-duanya sama dalam proses dan kerumitan proses pembuatan, keperluan struktur cip fotonik tidak sekuat cip elektronik, secara amnya 100 nanometer, "ini sangat mengurangkan pergantungan kepada teknologi canggih, sedikit sebanyak dapat mengurangkan perkembangan cip semasa."
"Cahaya mempunyai kelebihan cahaya, elektrik mempunyai kelebihan elektrik." "Dalam beberapa senario aplikasi, terdapat persaingan, tetapi lebih kerap, ia adalah hubungan menang-menang," kata Encik Li.
"Teknologi cip optik silikon tidak matang seperti teknologi cip elektronik, jadi terdapat banyak faktor yang tidak diketahui, masa depan harus menjadi hubungan yang baik antara kedua-duanya." Li Peigang percaya bahawa litar bersepadu elektronik dan litar bersepadu fotonik adalah pelengkap. "Pada masa akan datang, kita boleh menggunakan sepenuhnya kelebihan transmisi berkelajuan tinggi berkelajuan tinggi fotonik dan litar bersepadu elektronik' pelbagai fungsi dan pintar, dan berjalan lebih baik pada 'trek' baru." Li Peigang berkata.