芯耀
276
光芯片又稱“光子芯片”或“光電芯片”，是光電信息技術(shù)的核心組件，也是實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)元器件。相較于集成電路，#光芯片具有更高速率、更高帶寬、更高能效等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域。近期，江蘇南京及四川在光芯片領(lǐng)域相繼迎來(lái)了新重大進(jìn)展。
01、江蘇：國(guó)內(nèi)首個(gè)光子芯片領(lǐng)域?qū)Ｓ么竽Ｐ驼桨l(fā)布
據(jù)新華日?qǐng)?bào)等媒體報(bào)道，5月9日，由南智先進(jìn)光電集成技術(shù)研究院聯(lián)合生態(tài)伙伴共同開(kāi)發(fā)的光子專用大模型#OptoChat AI正式發(fā)布。據(jù)悉，這也是國(guó)內(nèi)首個(gè)光子芯片領(lǐng)域?qū)Ｓ么竽Ｐ汀?/p>
據(jù)悉，OptoChat AI系面向光子領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈的專用人工智能大模型，致力于解決科研與工程之間“知識(shí)轉(zhuǎn)化效率低、參數(shù)理解難、研發(fā)路徑碎片化”等問(wèn)題。該模型集成超過(guò)30萬(wàn)條光子芯片相關(guān)專利、文獻(xiàn)和行業(yè)數(shù)據(jù)資源，擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析與智能算法能力，能夠顯著提升光電芯片的研發(fā)效率與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化速度。
相較于通用大模型，OptoChat AI具備更強(qiáng)的專業(yè)性與可靠性，通過(guò)對(duì)超30萬(wàn)個(gè)權(quán)威專業(yè)文獻(xiàn)、可信工藝數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化提煉與智能訓(xùn)練，構(gòu)建覆蓋材料選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能分析、制備路徑優(yōu)化等多環(huán)節(jié)的專業(yè)知識(shí)體系，有利于解決科研與工程之間“知識(shí)轉(zhuǎn)化效率低、參數(shù)理解難、研發(fā)路徑碎片化”等問(wèn)題。
目前，OptoChat AI已面向部分產(chǎn)業(yè)客戶和研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)放試用，并將在后續(xù)開(kāi)放接口與聯(lián)合訓(xùn)練平臺(tái)，產(chǎn)業(yè)界可免費(fèi)使用、共建共享。
資料顯示，南智先進(jìn)光電集成技術(shù)研究院創(chuàng)建于2018年，是南京大學(xué)與南京市“雙一流”共建重點(diǎn)研發(fā)機(jī)構(gòu)、江蘇省光電技術(shù)創(chuàng)新中心建設(shè)單位及江蘇產(chǎn)研院專業(yè)所，主要聚焦光學(xué)微納結(jié)構(gòu)器件制造、異質(zhì)集成光電芯片、光電子封裝測(cè)試和光電集成設(shè)計(jì)等方向的技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品制造。
據(jù)悉，該研究院已于2024年4月成功啟動(dòng)國(guó)內(nèi)首條“薄膜鈮酸鋰+X”異質(zhì)集成光子芯片產(chǎn)線，并于2024年12月成功實(shí)現(xiàn)8英寸鈮酸鋰晶圓流片，成為國(guó)內(nèi)首批具有大尺寸鈮酸鋰光子芯片標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)能力的機(jī)構(gòu)。
02、四川：全球首個(gè)氮化鎵量子光源芯片正式亮相
5月9日，在中國(guó)品牌日四川活動(dòng)“魅力天府品牌之夜”上，電子科技大學(xué)教授、天府絳溪實(shí)驗(yàn)室量子互聯(lián)網(wǎng)前沿研究中心主任周強(qiáng)正式發(fā)布了全球首個(gè)#氮化鎵量子光源芯片。
據(jù)悉，這款氮化鎵量子光源芯片由電子科技大學(xué)信息與量子實(shí)驗(yàn)室、天府絳溪實(shí)驗(yàn)室量子互聯(lián)網(wǎng)前沿研究中心與清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所共同研發(fā)，于今年4月成功研制。
據(jù)“天府絳溪實(shí)驗(yàn)室”此前介紹，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)迭代電子束曝光和干法刻蝕工藝，攻克高質(zhì)量氮化鎵晶體薄膜生長(zhǎng)、波導(dǎo)側(cè)壁與表面散射損耗等技術(shù)難題，在國(guó)際上首次將氮化鎵材料運(yùn)用于量子光源芯片。
氮化鎵量子光源芯片在輸出波長(zhǎng)范圍等關(guān)鍵指標(biāo)上取得突破，其輸出波長(zhǎng)范圍從25.6納米增加到100納米，并可朝著單片集成發(fā)展。周強(qiáng)指出，量子光源芯片無(wú)論是發(fā)光范圍，還是出射亮度、糾纏質(zhì)量等指標(biāo)，都處于國(guó)際先進(jìn)水平。其樣品剛一研發(fā)，就被國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注。
周強(qiáng)進(jìn)一步透露，包括氮化鎵量子光源芯片在內(nèi)的量子產(chǎn)品有望在2026年實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景技術(shù)驗(yàn)證。未來(lái)，氮化鎵量子光源芯片不僅有望應(yīng)用在量子通信、算力支撐方面，同時(shí)也有望在人工智能、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的算力瓶頸提供破局可能。
03、AI等需求推動(dòng)，國(guó)內(nèi)多地集體“追光”
近年來(lái)隨著人工智能浪潮來(lái)襲，光芯片在通信、AI、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域也展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。北京市社?huì)科學(xué)院管理研究所副研究員王鵬此前表示，預(yù)計(jì)到2025年，全球光電子產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將突破2000億美元，而其中光芯片的需求量將占據(jù)相當(dāng)大的比例。
在廣闊的市場(chǎng)需求推動(dòng)下，以廣東、江蘇、陜西等為代表的國(guó)內(nèi)多地都在向光芯片領(lǐng)域發(fā)力。
例如，廣東在2024年推出的《廣東省加快推動(dòng)光芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)方案（2024—2030年）》中提出，力爭(zhēng)到2030年取得10項(xiàng)以上光芯片領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)突破，打造10個(gè)以上“拳頭”產(chǎn)品，培育10家以上具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的一流領(lǐng)軍企業(yè)，建設(shè)10個(gè)左右國(guó)家和省級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)，培育形成新的千億元級(jí)產(chǎn)業(yè)集群，建設(shè)成為具有全球影響力的光芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。
江蘇方面，2022年，“太湖光子中心”在蘇州高新區(qū)正式啟動(dòng)建設(shè)，并表示要將太湖光子中心建設(shè)成為世界級(jí)光子創(chuàng)新中心。之后，蘇州出臺(tái)了一系列高含金量的政策支持光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不僅發(fā)起設(shè)立了規(guī)模100億元的光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新投資基金，同時(shí)亦對(duì)新建或重組的全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、領(lǐng)軍人才等提供資金扶持。
蘇州光子產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)是，到2025年，蘇州市光子產(chǎn)業(yè)規(guī)模超5000億元，形成具有國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力的光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群。到2030年，產(chǎn)業(yè)規(guī)模超8000億元，形成具有國(guó)際品牌影響力的光子產(chǎn)業(yè)集群。到2035年，打造萬(wàn)億級(jí)光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群，成為全球芯—器—端細(xì)分產(chǎn)業(yè)核心支撐力量。
陜西于2021年啟動(dòng)了“追光計(jì)劃”，并將光子產(chǎn)業(yè)鏈列為省級(jí)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，目標(biāo)是打造千億元光子產(chǎn)業(yè)集群，同時(shí)西安高新區(qū)被確定為主要承載地。2023年，為推動(dòng)光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，陜西還成立了全國(guó)首個(gè)光子產(chǎn)業(yè)鏈黨委——西安高新區(qū)光子產(chǎn)業(yè)鏈委員。
此外，陜西還成立了總規(guī)模達(dá)20億元的“陜西光子產(chǎn)業(yè)強(qiáng)鏈基金”，用于支持陜西省內(nèi)光子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具備顛覆性技術(shù)。
04、總結(jié)
當(dāng)前，光芯片產(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)迭代與市場(chǎng)擴(kuò)張的雙重風(fēng)口，中國(guó)在政策支持和部分領(lǐng)域的技術(shù)突破下加速追趕，逐步縮小與國(guó)際領(lǐng)先水平的差距。未來(lái)需重點(diǎn)突破高端芯片制造瓶頸、完善產(chǎn)業(yè)鏈配套、加強(qiáng)國(guó)際合作，以實(shí)現(xiàn)從“追趕”到“引領(lǐng)”的跨越。
