當(dāng)前位置：發(fā)布時(shí)間：2025-07-02 07:13 文字大?。? [ 大 中 小 ] 瀏覽次數(shù)：
走進(jìn)上海交大無(wú)錫光子芯片研究院，一樓展廳一塊復(fù)刻版羅塞塔石碑格外顯眼：古埃及“圣書(shū)體”文字鐫刻著幾千年前的文明。與之并排的是6厘米×6厘米大小的五維光存儲(chǔ)芯片，一片薄薄的透明芯片，內(nèi)存高達(dá)100T，理論壽命138億年，將記載人類文明的方式推向新的紀(jì)元。
后摩爾時(shí)代，光子芯片和量子計(jì)算正在推動(dòng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革，位于無(wú)錫的上海交大無(wú)錫光子芯片研究院率先入局，且取得了階段性突破：近日，首片6寸薄膜鈮酸鋰光子芯片晶圓在國(guó)內(nèi)首個(gè)光子芯片中試線下線，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了超低損耗、超高帶寬的高性能薄膜鈮酸鋰調(diào)制器芯片的規(guī)?；慨a(chǎn)，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這意味著，我國(guó)在高端光電子核心器件領(lǐng)域完成從“技術(shù)跟跑”到“產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑”的歷史性跨越。
速度 校地?cái)y手換道超車
光子芯片是以光為載體，用光來(lái)代替電，以光子攜帶信息的方式，并行解決計(jì)算和信息處理。相較于電子芯片，光子芯片帶寬更高、并行性更高、能耗更低，能帶來(lái)指數(shù)級(jí)算力提升，推動(dòng)人工智能、無(wú)人駕駛、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的發(fā)展。
在全球，光量子芯片的發(fā)展已然是一場(chǎng)速度之爭(zhēng)。電子芯片的發(fā)展如遇“大象盤(pán)山”之境，從科研界到產(chǎn)業(yè)界，紛紛尋求換道超車的新機(jī)遇。這其中，包括在集成電路產(chǎn)業(yè)“家底豐厚”的無(wú)錫。
慢進(jìn)即是退。
2021年，無(wú)錫市濱湖區(qū)、上海交通大學(xué)、蠡園經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)三方攜手，集地方之力、上海交大之智，共建上海交大無(wú)錫光子芯片研究院，在無(wú)錫率先布局國(guó)內(nèi)首條光子芯片中試線，以高端光子芯片的研發(fā)為核心，聚焦新一代信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
4年多來(lái)，光速的“追趕跑跳”在這個(gè)研究院里上演。
核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)與研究院“一拍即合”。上海交通大學(xué)教授金賢敏堅(jiān)定選擇了無(wú)錫，并擔(dān)任研究院院長(zhǎng)，其團(tuán)隊(duì)深耕光量子計(jì)算領(lǐng)域10多年，已實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)技術(shù)突破，其中單片集成128個(gè)全同量子光源的陣列芯片，技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
研究院物理載體迅速建成。得益于無(wú)錫政府部門(mén)自上而下的重視，研究院從方案論證到組織專家評(píng)審等程序性內(nèi)容，都以“光速”來(lái)推進(jìn)。濱湖區(qū)特地成立專班小組，根據(jù)輕重緩急解決研究院遇到的各類問(wèn)題。“研發(fā)之外，從采購(gòu)設(shè)備、機(jī)臺(tái)裝配到環(huán)境評(píng)價(jià)等，政府部門(mén)都給予了我們鼎力支持。”上海交大無(wú)錫光子芯片研究院投資促進(jìn)部部長(zhǎng)李軍說(shuō)。
研究院產(chǎn)線平臺(tái)迅速流片。作為全國(guó)屈指可數(shù)的光子芯片生產(chǎn)平臺(tái)，建成難度可想而知：光子芯片中試線從設(shè)備入場(chǎng)到通線，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都不可有差錯(cuò)。2024年1月，中試線首批設(shè)備入場(chǎng)，同年9月25日，光子芯片中試線正式啟用。到今年6月，首批芯片晶圓流片成功。這個(gè)速度在國(guó)內(nèi)幾乎不可能再?gòu)?fù)制，李軍說(shuō)，這里面融合了團(tuán)隊(duì)所有研發(fā)人員的心血，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要獨(dú)立開(kāi)發(fā)，由不同技術(shù)人員逐個(gè)試錯(cuò)與磨合，最終整個(gè)工藝流程全部打通，形成閉環(huán)。
技術(shù)迭代飛速躍遷。多維光存儲(chǔ)芯片是光子芯片領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景之一，是研究院重點(diǎn)布局項(xiàng)目之一，研究院團(tuán)隊(duì)基于飛秒激光超分辨直寫(xiě)技術(shù)、先進(jìn)光束整形技術(shù)，突破了讀寫(xiě)速度慢的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了玻璃基存儲(chǔ)介質(zhì)超高密度、超大容量永久存儲(chǔ)。
破局 加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
光量子領(lǐng)域布局者頗多，但真正“破局”者寥寥。這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化，已然是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的共性難題。這也意味著，率先越過(guò)這道溝壑的團(tuán)隊(duì)，有希望更早搶占全球量子科技競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。
這不是一場(chǎng)“個(gè)人戰(zhàn)”，研究院獲得了一批“國(guó)字號(hào)”背書(shū)：截至目前，已拿下科技部、工信部、發(fā)改委3個(gè)國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目。
今年5月，工信部公布《首批工業(yè)和信息化部重點(diǎn)培育中試平臺(tái)初步名單》，上海交大無(wú)錫光子芯片研究院依托其自主建設(shè)的國(guó)內(nèi)首個(gè)無(wú)錫光量子芯片中試平臺(tái)，以量子計(jì)算領(lǐng)域全國(guó)唯一入選單位，正式躋身國(guó)家級(jí)中試平臺(tái)序列。“我們的目標(biāo)是將‘培育’二字拿掉，盡早翻越實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)這一斷層。”李軍說(shuō)。
難題已經(jīng)初步破解。中試是光子芯片實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化前不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，研究院打造的中試平臺(tái)覆蓋了光量子芯片從光刻、薄膜沉積、刻蝕、濕法、切割、量測(cè)到封裝的全閉環(huán)工藝，構(gòu)建起全球領(lǐng)先的光量子芯片中試平臺(tái)的工藝護(hù)城河。
“成功流片相當(dāng)于端出一道美味佳肴，在這之中，廚師、廚具、食譜缺一不可。”李軍形容，這條中試線上，“廚具”十分硬核且具有稀缺性，擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的110納米6/8吋先進(jìn)工藝制程；“廚師”團(tuán)隊(duì)實(shí)力過(guò)硬，是國(guó)內(nèi)唯一具備“芯片制備+量子計(jì)算+光子計(jì)算+人工智能”的技術(shù)團(tuán)隊(duì)；“食譜”完備，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)和工藝的全鏈條自主可控，為芯片化集成、高穩(wěn)定性和快速迭代提供有力支撐。
關(guān)于“破局”的好消息陸續(xù)傳來(lái)。團(tuán)隊(duì)專注攻克光子芯片和量子計(jì)算技術(shù)難題，自主開(kāi)發(fā)了DUV光刻工藝、干法刻蝕工藝，并結(jié)合光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備出了高品質(zhì)的低損耗薄膜鈮酸鋰光波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了光子芯片的規(guī)模集成。研究院正全力推進(jìn)加快商業(yè)化產(chǎn)品落地，加速前沿技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。平臺(tái)預(yù)計(jì)年產(chǎn)能達(dá)12000片晶圓。
布局 沖向萬(wàn)億級(jí)別產(chǎn)業(yè)集群
政府擔(dān)當(dāng)頭號(hào)“耐心資本”，對(duì)這個(gè)投入巨大項(xiàng)目予以充分信任，圖謀的不只是一個(gè)研究院——同步成立光子芯谷創(chuàng)新中心，打造萬(wàn)億級(jí)別光子芯片產(chǎn)業(yè)集群，成為世界級(jí)光子產(chǎn)業(yè)中心。
以研究院為軀干，生長(zhǎng)出光子產(chǎn)業(yè)的枝丫藤蔓。打造國(guó)家制造業(yè)中試平臺(tái)標(biāo)桿，用“平臺(tái)+孵化+基金”三位一體的光子芯片領(lǐng)域的工研院模式助力硬科技企業(yè)、科學(xué)家創(chuàng)業(yè)發(fā)展，構(gòu)建起具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。
硬科技缺乏中試平臺(tái)的行業(yè)難題迎刃而解，平臺(tái)正在以強(qiáng)大的吸聚能力和成體系的產(chǎn)業(yè)化服務(wù)團(tuán)隊(duì)，邀請(qǐng)更多頂尖人才入局。金賢敏正是因此選擇了上海交大無(wú)錫光子芯片研究院。他在英國(guó)牛津大學(xué)工作時(shí)，芯片的制備需要依賴代加工平臺(tái)，4年才等來(lái)一批芯片，且部分功能損壞。如今無(wú)錫建成自主可控的加工平臺(tái)，國(guó)內(nèi)光子芯片企業(yè)可以尋找研究院代工，流片的時(shí)間可以大大縮減。
“中試線流片后，主動(dòng)找上來(lái)對(duì)接的團(tuán)隊(duì)比想象的要多，這意味著國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)需求還很大。近期我們的PDK（工藝設(shè)計(jì)包）將會(huì)正式對(duì)外發(fā)布，為行業(yè)提供共性技術(shù)和平臺(tái)供給，推動(dòng)光子芯片從研發(fā)向規(guī)?；a(chǎn)的跨越式發(fā)展。”金賢敏說(shuō)。未來(lái)，發(fā)揮平臺(tái)聚合效應(yīng)，研究院將打造全球最大規(guī)模的光子芯片產(chǎn)業(yè)基地；同時(shí)，拓展多材料體系，突破多材料異質(zhì)集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)量子光源、計(jì)算、探測(cè)各單元一體化集成，為通用小型化量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)及量產(chǎn)奠定基礎(chǔ)未來(lái)。
由政府引導(dǎo)資金與社會(huì)資本共同籌備的光子芯片科創(chuàng)基金一期已融資2億元，基金將著力挑選更多實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的“好苗子”，結(jié)合平臺(tái)的力量，促進(jìn)更多成果從“實(shí)驗(yàn)室”走上“生產(chǎn)線”。資金之外，研究院相關(guān)負(fù)責(zé)人直接擔(dān)任孵化企業(yè)的合伙人，助力科學(xué)家在創(chuàng)業(yè)時(shí)跨過(guò)“死亡谷”，真正讓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)結(jié)出的成果邁向市場(chǎng)。
平臺(tái)孵化近10個(gè)硬科技團(tuán)隊(duì)，有部分已跑出了數(shù)輪融資。2023年成立的途深智合，已經(jīng)拿到3輪融資，其中包括錫創(chuàng)投等無(wú)錫本地投資機(jī)構(gòu)；2024年成立的觀原科技，聚焦高精度高速定位系統(tǒng)，剛剛獲得市產(chǎn)研院撥投結(jié)合基金。“精選精育下，我們可以確定，不少團(tuán)隊(duì)在未來(lái)可以跑得更好。”李軍說(shuō)。
在蠡園開(kāi)發(fā)區(qū)，光子芯谷一期已然竣工，二期正在計(jì)劃建設(shè)中。第4次工業(yè)革命的重要引擎，或許就來(lái)自這個(gè)園區(qū)的芯、光、智、算。
來(lái)源：無(wú)錫日?qǐng)?bào)
