该成果采用了九峰山实验室自主研发的异构集成技术。经过复杂的工艺流程,磷化铟激光器的工艺集成在8英寸SOI晶圆内部完成。
九峰山实验室介绍:
这项技术业内称为“芯片发光”。它利用传输性能更好的光信号来代替电信号进行传输。是颠覆芯片间信号数据传输的重要手段。核心目的是解决目前芯片间电信号接近物理极限的问题。问题。将对数据中心、算力中心、CPU/GPU芯片、AI芯片等领域发挥创新推动作用。
▲片上光源芯片在显微镜下光输出的视频
基于硅基光电子集成的片上光互连被认为是突破后摩尔时代集成电路技术发展面临的功耗、带宽和延迟等瓶颈的理想解决方案。目前业界开发全集成硅光子平台最困难的挑战在于硅光子芯片“心脏”的开发和集成,即硅衬底上能高效率发光的光源。该技术是国际上我国光电领域仅存的少数空白环节之一。
九峰山实验室硅光子工艺团队与合作伙伴协同攻关,在8英寸硅光子晶圆上异质键合III-V族激光材料外延晶粒,进而开展兼容CMOS的片上器件制造工艺,成功解决问题。它解决了III-V族材料结构设计和生长、材料和晶圆键合良率低、异构集成晶圆片上图案化和刻蚀控制等难题。经过近十年的追求和研究,我们终于成功点亮了片上激光器,实现了“芯片发光”。
▲九峰山实验室8英寸硅衬底光源芯片晶圆
与传统分立封装外部光源和FC微组装光源相比,九峰山实验室的片上光源技术可以有效解决传统硅光子芯片耦合效率不足、对准调整时间长、对准精度不足的工艺问题。突破了生产成本高、尺寸大、大规模集成困难等量产瓶颈。
▲九峰山实验室8英寸硅衬底光源芯片晶圆
IT之家查询公开信息获悉,2023年3月,专注于化合物半导体研发创新的湖北九峰山实验室正式投入运营。经过一年的运行,九峰山实验室8英寸中试线已投产,首批晶圆(高精度光栅)成功下线,全球首个8英寸硅光子薄膜锂铌酸盐光电集成晶圆下线。


