北京大學(xué)周治平談如何擺脫芯片“卡脖子”：硅基光電子技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)“換道超車”

如何改變這種受制于人、被“卡脖子”的現(xiàn)狀呢？周治平認(rèn)為要從根本解決問(wèn)題：首先，產(chǎn)業(yè)鏈所有領(lǐng)域都應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的關(guān)注芯片領(lǐng)域，做芯片是非常復(fù)雜的過(guò)程，需要能潛得住心，做芯片和賣(mài)芯片的人、特別是投資芯片的人不能急功近利，不能希望一兩年改變現(xiàn)狀；與此同時(shí)，人才培養(yǎng)方面也要大量投入，而大量投入僅僅依靠企業(yè)也不行，還要國(guó)家、政府機(jī)構(gòu)在這方面的高度重視，特別是光通信行業(yè)的芯片。只有在這些方面做得比較好，才可能更早擺脫“卡脖子”的現(xiàn)狀。

今年3月，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》指出，要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈行動(dòng)，著力提升核心芯片、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、模塊、器件等的研發(fā)制造水平，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)鏈自立自強(qiáng)，培育壯大產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

與此同時(shí)，新基建戰(zhàn)略和相關(guān)政策的推出，也對(duì)光通信產(chǎn)業(yè)尤其是芯片帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。周治平表示：新基建戰(zhàn)略的推進(jìn)，對(duì)光通信行業(yè)是全方位的促進(jìn)，對(duì)運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、儀器、器件、芯片等都是全方位推進(jìn)，更加重要的是在芯片和光電器件方面的巨大推進(jìn)作用。今年的光博會(huì)，我們已經(jīng)看到芯片、器件方面的展商越來(lái)越多，產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越高。

不再跟隨，換道超車

不可否認(rèn)的是，在光通信芯片等核心元器件上，其主導(dǎo)權(quán)長(zhǎng)期以來(lái)掌握在他國(guó)企業(yè)手中，尤其是高速率光通信芯片國(guó)產(chǎn)化率較低，主要依賴于美日等國(guó)外廠商。那么，作為后來(lái)者還能否居上呢？

在周治平看來(lái)，硅基光電子技術(shù)將是我們實(shí)現(xiàn)“換道超車”的核心技術(shù)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，硅基光電子技術(shù)的原理是：在指導(dǎo)微電子發(fā)展的“摩爾定律”基本失效、集成電路芯片的發(fā)展趨于飽和的情況下，為了應(yīng)對(duì)人們對(duì)數(shù)據(jù)流量需求的持續(xù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，而電子芯片無(wú)能為力的情況下，使用與硅基集成電路技術(shù)兼容的技術(shù)和方法，將微納米級(jí)的光子、電子、光電子器件集成在同一硅襯底上，形成一個(gè)既快速又便宜的新型大規(guī)模光電集成芯片——硅基光電子芯片。

“硅基光電子集合了微電子、光電子和光通信的所有優(yōu)勢(shì)，具備高帶寬、高速度、低能耗、低成本、集成度高、功能性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅可以支撐大數(shù)據(jù)時(shí)代的通信設(shè)備、數(shù)據(jù)中心、超級(jí)計(jì)算、雷達(dá)、物聯(lián)傳感、人工智能等產(chǎn)業(yè)，更有可能在不久的將來(lái)進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)，發(fā)展前景非常大。”周治平認(rèn)為，“只有在硅基光電子方面做得比較好，我們就可以把微電子、純粹的光電子方面的缺點(diǎn)相輔相成的補(bǔ)回來(lái)。”

在此之前，周治平早已提出這樣的觀點(diǎn)：傳統(tǒng)微電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)，從45納米到22納米再到更窄線寬12納米、7納米、5納米的開(kāi)發(fā)，是一個(gè)厚積薄發(fā)的過(guò)程。如果再去重復(fù)半導(dǎo)體技術(shù)先進(jìn)國(guó)家走過(guò)的路是非常艱難的；而且傳統(tǒng)微電子技術(shù)在不斷擴(kuò)大規(guī)模和降低成本上越來(lái)越難以協(xié)調(diào)，而基于硅基光電子技術(shù)完全可以不用花那么多錢(qián)。硅基光電子技術(shù)，恰恰提供了另外一個(gè)選擇。

可以說(shuō)，硅基光電子技術(shù)是光電融合技術(shù)的“金字塔”，硅基光電子芯片也是目前半導(dǎo)體芯片發(fā)展的最高級(jí)階段。周治平建議：“不要跟著微電子領(lǐng)域22納米、12納米、7納米、5納米這樣跟下去，沒(méi)有必要。因?yàn)樾酒挠?jì)算、處理功能用硅基光電子芯片中的光學(xué)功能可以在很大程度上使芯片的功能增加，真正實(shí)現(xiàn)換道超車。”

亟需真正投入，有望短時(shí)間內(nèi)趕上國(guó)外技術(shù)

從產(chǎn)業(yè)化來(lái)看，IBM、英特爾、臺(tái)積電、格羅方德、思科、Acacia等多家巨頭已經(jīng)對(duì)硅基光電子芯片進(jìn)行了商業(yè)化的批量生產(chǎn)，而且以硅基光電子芯片為核心的光模塊也在數(shù)據(jù)中心和通信系統(tǒng)中獲得了大量應(yīng)用，硅基光電子產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成。

在國(guó)內(nèi)，我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)在硅基光電子芯片方面有所進(jìn)展。據(jù)周治平介紹，例如，重慶高新區(qū)聯(lián)合微電子中心已經(jīng)宣布向全球提供硅光芯片流片服務(wù)，目前聯(lián)合微電子中心已與國(guó)內(nèi)外100多家企業(yè)簽約流片服務(wù)。

“在硅基光電子芯片方面我們迎來(lái)了很大的希望。”周治平展望道：如果我們國(guó)家能夠在硅基光電子芯片的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、封裝等方面真正投入，并且按照自然產(chǎn)業(yè)規(guī)律做，硅基光電子芯片是能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)至少能趕上國(guó)外的現(xiàn)狀技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“換道超車”。

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。