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光电芯片新制造技术取得突破
2022-11-07 896次

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  光电芯片新制造技术取得突破传统飞秒激光的光衍射极限,未来或可开辟光电芯片制造新赛道。近日,南京大学科研团队发明的一种新型非互易飞秒激光极化铁电畴技术,在下一代光电芯片制造领域取得重大突破。

  光电芯片是信息技术的下一个制高点。中国科学院院士、南京大学教授祝世宁说,南京大学固体微结构物理国家重点实验室较早探索该领域,已取得一系列国际领先的原始创新成果,光电芯片有望成为我国率先突破的科技领域,我们应该对下一代技术更早地切入、更快地投入,争取在未来有更多的发言权。

  自2000年起,祝世宁团队就将光学超晶格研究从经典光学拓展至量子光学,经过多年开拓创新,已利用光学超晶格研制成功全球首枚高速调控的铌酸锂光量子芯片,实现了全球首个具有移动光学中继的无人机光量子网络试验。记得当时我们辗转南京、石家庄、兰州等地进行实验,克服了重重困难,终于在国际上首次实现通过无人机在两个地面站之间进行纠缠光子分发。

  2018年,祝世宁团队在南京大学和南京江北新区支持下,创建了南智先进光电集成技术研究院(下称南智光电”),瞄准下一代光电芯片技术在基础材料、器件工艺等方面的需求,开展研发工作。中红外超晶格激光器、自由空间无人机高速通信系统、超构材料平面透镜、高分辨光谱相机……4年来,在南智光电这一科研平台上,科学家们将头脑中的一个个奇思妙想转变为现实。最近的突破性成果——新型非互易飞秒激光极化铁电畴技术,把光雕刻铌酸锂三维结构的尺寸,从传统的1微米量级,首次缩小到纳米级,达到30纳米,大大提高了加工精度。该技术有望用于光电调制器、声学滤波器等关键光电器件在芯片上的制备,在5G/6G通讯、光计算、人工智能等领域有广泛的应用前景。

  众所周知,半导体产业在上世纪五十年代起源于美国,其本土接连诞生了英特尔、高通、英伟达、AMD等一大批领跑业内的顶尖科技巨头,美国也一直掌握着全球芯片市场的话语权。

  虽然美本土制造业的大举外迁导致美芯片企业在很大程度上依赖台积电的代工,不过,整体来看,美半导体仍牢牢占据着全球最大芯片出口市场的位置。

  以国内企业为例,除了华为之外,其他绝大多数厂商,在PC、服务器以及智能手机等领域生产的产品设备,所采用基本都是英特尔或高通的芯片,这些美企拿走了其中的绝大部分利润。

  然而,美企在我国市场捞金的同时,老美却又忌惮我国高科技的快速崛起,于是近些年开始不断修改规则,通过断芯的方式来打压华为等中企,妄图以此来巩固它自己的科技霸权地位。

  但正如比尔盖茨所说,不卖给中国芯片只会适得其反,不仅无法遏制中国科技的发展,反而还会促使他们加快自给自足的步伐,最终买单的只会是以出口为主的美半导体市场,得不偿失。

  事实也的确如此,在经历了美芯带来的卡脖子之痛后,国内市场就不再寻求买办,而是走上了自主化的造芯之路,很多国内企业也认清了形势,纷纷开始把可控的成熟芯片放在本土。

  反观美半导体市场,受芯片规则限制以及半导体行业遭遇寒冬等因素影响,如今可谓一片哀鸿。

  据公开资料显示,自进入2022年以来,美半导体股价就开始连续下滑,呈现出一片绿油油的景象,而近段时间更是遭遇了大雪崩,各大美芯片巨头几乎无一幸免:AMD市值蒸发了14%、英伟达市值减少8.03%、英特尔缩水5.37%等等。一夜之间,这些美企总计损失了超过7000亿!

  更关键的是,美国芯片的价格也因销量下滑、库存积压而彻底腰斩,去年卖到200块钱的芯片,如今20块钱都无人问津。

  对此,有外媒表示:美国芯片时代开始落幕了。之所以这么说,不仅是因为美半导体市场如今的惨状,更是由于美国的霸凌行为,让美芯被打上了不可靠的标签,全球各地都浩浩荡荡的掀起了去美化潮流。

  如欧洲市场,斥资860亿欧元成立欧洲芯片联盟”;印度拿出100亿美元,鼓励芯片研发;还有韩国,搭建了世界上臭的芯片IP平台。

  就连台积电也牵头组建了“3D Fabric联盟,名义上虽是为了推动3D封装技术的发展,实则也是在为自己谋出路,减轻对EUV光刻机的依赖可以说是去美化的开端。

  当然,最关键的还是我国芯片市场。据业内人士统计数据显示,仅今年上半年,国内就生产了超过1900亿颗芯片,虽然这些大都是成熟工艺,但却也大幅降低了进口依赖。在前九个月时间里,中企累计砍单进口芯片多达620亿颗!

  值得强调的是,除了芯片国产化率不断提升之外,在EDA软件、光刻机、光刻胶等关键设备材料方面,国内也取得了不俗的成绩。

  据上海官方报道,国内现阶段已实现14nm芯片制程的量产,还有90nm光刻机、国产CPU5G芯片技术等等,也都迎来了突破,可以说是全面开花

  另外,国内还搭建了首条多材料、跨渠道的光子芯片产业,明年即可投产;封测大厂通富微电也突破了5nm芯粒技术。光子芯片和芯粒等先进封装技术,让我们绕开EUV、冲击高端芯片市场看起来并非遥不可及。

  这意味着,美芯片企业未来所要面对的将不只是失去营收市场,因为随着我们国产芯片的不断崛起,在满足国内需求的同时,未来也必然会走向全球,相比物美价廉的中国芯片,昂贵且缺乏契约精神的美芯,又能有几何胜算?

 

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