已成“国家头号战略”的硅光子芯片,到底牛在哪儿

2018年09月12日 9:6 2896次浏览 来源:   分类:

导读:   在“自主崛起”的大背景下,每一项科技技术的突破都可能在A股中掀起“巨浪”。

在“自主崛起”的大背景下,每一项科技技术的突破都可能在A股中掀起“巨浪”。

据媒体报道,中国科研人员参与的国际团队20日在英国《自然·光子学》杂志发表论文说,他们利用硅光子集成技术开发出一款通用光量子计算芯片,能够用于执行不同的量子信息处理任务,这是推动光量子计算机大规模实用化的重要一步。

这就意味着,国内硅子光技术正式“落地”。

什么是硅光子技术?

先来简单说一下硅子光技术。

硅光子技术,是让光子作为信息载体,实现信号传输的安全性和可靠性,是一项面向未来的颠覆性、战略性和前瞻性技术。

据上海新微科技集团总裁秦曦介绍,集成电路的发展沿着摩尔定律已趋于极限,硅光子技术是超越摩尔研究领域的发展方向之一。通过硅光集成,用光代替原来的电进行传输,成本有可能降低到原来的十分之一甚至更低。

目前,世界硅光子产业正蓄势待发。由于这一技术未来将在数据通信、生化医疗、自动驾驶、国防安全等大显身手,硅光子技术正成为资本市场的宠儿,欧美一批传统集成电路和光电巨头通过并购,正迅速进入硅光子领域抢占高地,以传统半导体强国为主导的全球硅光子产业格局悄然成形。

早在上世纪九十年代,IT从业者就开始为半导体芯片产业寻找继任者,光子计算、量子计算、生物计算、超导计算等概念一时间炙手可热;其中,光子计算一度被认为是最有希望的未来技术。

与半导体芯片相比,光芯片用超微透镜取代晶体管、以光信号代替电信号进行运算。光芯片无需改变二进制计算机的软件原理,但可以轻易实现极高的运算频率,同时能耗非常低,不需要复杂的散热装置。

但因技术上的原因,直到21世纪初开始,以Intel和IBM为首的企业与学术机构率先重点发展硅芯片光学信号传输技术,期望能用光通路取代芯片之间的数据电路。

“曲折”历程

回到国内来看, 一直以来,国内设计的高端硅光子芯片基本都要在国外流片,导致成本高周期长,很大程度上制约了我国硅光子技术的发展。

因此,国内很多公司也都纷纷选择进行海外收购进行布局。

2012年02月,思科拟2.71亿美元收购私有公司Lightwire。Lightwire在CMOS纤维光学和封装设计方面拥有专业优势,它已经通过将多种高速主动和被动光纤功能整合到一小块硅基片上的方式在光纤互联领域取得一些创新成果。

1年之后,华为也爆出收购消息。2013年9月,华为收购比利时硅光子公司Caliopa 100%股权。彼时,华为并没有公布此次收购,是由Caliopa在官网公布。

然而,正当国内对于硅光子技术的发展如火如荼之际,却遭到美国的“打压”。

2015年4月9日,美国商务部发布报告,决定拒绝英特尔向中国的国家超级计算广州中心出售至采用硅光子技术“至强”(XEON)芯片用于天河二号系统升级的申请;

对于突然实行至强芯片禁运的原因,美国方面给出的解释是这4家中国超算中心从事“违反”美国国家安全或外交政策利益的活动。

随即2016年3月7日,中兴通讯首度遭受美国商务部制裁,不仅不允许其在美国国内采购芯片,并要求供应商全面停止对中兴的技术支持,制裁条款整整实行的1年;在当时,美国著名硅光子公司ACACIA每年25%硅光子模块的产量都是销往中兴通讯。

可以看出,国内的硅光子技术的发展之路着实“曲折”。

赶上第一梯队

虽说发展道路“曲折”,但发展步伐却是一点不慢。

2017年,上海市政府将硅光子列入首批市级重大专项,投入大量经费,布局硅基光互连芯片研发和生产,目的打造硅光子芯片全产业链,掌握关键核心技术,让国内企业摆脱对国外光芯片供应商的依赖。

年底工信部发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》中指出,目前高速率光芯片国产化率仅3%左右,要求在2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%,高端光电子芯片国产化率突破 20%。

到了2018年1月,国内第一个硅光子工艺平台在上海成立。据悉,该平台可以提供综合集成技术的流片服务,流片器件及系统性能指标与国际最优水平相当,流片速度相比国外的流片代工线,速度快了一倍,只需3个月。

仅4个月后,“硅光子市级重大专项”项目启动会在张江实验室举行。由张江实验室牵头,一批沪上在硅光子领域开展深入研发的企业和高校院所参与,面向硅光子全产业链,针对国内发展硅光子最为短缺的工艺平台、核心关键技术和关键产品研发精准布局,开展激光雷达、人工智能计算芯片、大规模光开关和3D光电集成等具有巨大应用潜力的前沿研究。

中科院上海微系统所科研部部长狄增峰表示,目前上海的硅光子技术基础研究能力与世界领先水平基本同步,但在加工制造线上稍落后。随着硅光工艺平台中试线的建设,这一差距会逐步缩小。

责任编辑:周大伟

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