光子晶片能否破局國外晶片對高科技領域的封鎖，實現彎道超車

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目前晶片用的材料是矽，當發展到5納米以下的製程後，這種材料無法滿足工藝要求時，就會被淘汰，便會尋找其它材料來取代。新型的光子材料極有可能用於晶片的製造，被稱之為光子晶片。

光子晶片為何會替代原有材料

5納米的晶片內部結構間隔尺寸已經很接近原子的距離，使用原有的矽晶原材料尺寸已經很微小，柵極尺寸太短，電流很容易將薄氧層擊穿，造成兩極短路。還有一種情況就是容易造成電晶體的金屬薄膜針被電流熔斷，造成兩極開路。這些問題涉及了極限尺寸，已經沒有辦法用技術的手段做改進，只能尋找新的材料替代。

關於光子晶片的技術原理

光子晶片利用半導體發光，結合光的速度和帶寬，具備了抗幹擾性和快速傳播的特性。光子技術在多個應用上的低功耗、低成本是最大的優勢。在運行平臺上，某一個區域可以同時完成很多的維納量級，以光子為載體的信息功能分支機構，形成一個整體，具備大型綜合運算能力的光子晶片。由於資訊時代人工智慧大數據的發展，光子載體的各個分支數據流量已達到滿載，就要用集成技術將微納級的光子導入到晶片內部，成為納米級的光子晶片。

我國現有的光子晶片的發展狀況是怎樣的？

目前我國已有幾家企業在研發光子晶片相關的項目，像光速的收發模塊、光處理模塊已取到了突破性進展。科研機構已經投入開發的矽光子晶片平臺，可以完成100bps的光子晶片試製，測試平臺也在搭建中，預計2021年可以完成研發工作。

矽光子平臺

矽光子技術是利用現有CMOS集成電路上的投資、設施、經驗以及技術來設計、製造、封裝光器件和光電集成電路，從而在成本、功耗、集成度上突破現有光電技術的局限性，以滿足現代高速發展的信息產業對光電子技術的需求。矽光子技術體現了微電子技術與光電子技術融合發展的趨勢，不僅在現階段的光通信和數據中心上有迫切的應用需求，還在雷射雷達、生物傳感、光量子計算等領域有著廣闊的應用前景。

近年來，矽光子技術已逐漸進入功能集成晶片的開發和應用階段，對規範的、能提供完整工藝流程的製造平臺提出了更高的要求。雖然矽光子加工是利用成熟CMOS技術和設施，但是一個成熟的CMOS平臺並不能無縫地轉化為矽光子平臺，因為集成光路和集成電路在器件類型和圖形特點上有很大的差異，導致它們的製造工藝存在差異，一系列針對矽光子的工藝模塊需要開發，成熟的矽光子平臺還需要建立豐富的器件庫和用於指導客戶進行規範設計的PDK。

中科院微電子所基於所級8英寸CMOS工藝線，開發了面向矽基光子集成器件與晶片製造的工藝平臺，並於2017年5月對外發布了我國首個具有完整矽光子工藝流片能力的矽光子平臺。通過與中國電科38所、中科院半導體所、武漢郵電科學院合作，微電子所矽光子平臺開發了成套的矽光子工藝庫和器件庫，制定了矽光子平臺的設計規則和工藝規範，形成了平臺的PDK，並與主流光子集成設計軟體Synopsys OptoDesigner和Luceda Photonics IPKISS實現了集成。用戶可以在軟體中調用IMECAS工具包，利用平臺PDK提供的器件庫，便捷、靈活地進行符合平臺規範的矽光晶片設計。

截止到2018年底，微電子所矽光子平臺已為70多家客戶提供了MPW流片服務和定製化流片服務，改變了以往我國矽光子流片基本依賴國外平臺的局面，為我國矽光子技術研究和產品研發提供了有力的支持。

中國電科38所

中國電子科技集團公司第三十八研究所是國內著名的電子科研機構和供應商，是中國軍工電子行業的骨幹力量，簡稱電子38所或38所。38所又名華東電子工程研究所，始建於1965年，是中電科技集團所屬一類大型研究所，是原外經貿部首批批准的具有自營進出口權的研究院所之一，年產值近100億元。目前擁有下屬子公司5家：安徽四創電子股份有限公司（中國雷達第一股，600990）、安徽博微長安電子有限公司、華耀電子工業有限公司、中日合資華耀田村股份公司四家產業化公司。

中科院半導體所

1956年，在我國十二年科學技術發展遠景規劃中，半導體科學技術被列為當時國家新技術四大緊急措施之一。為了創建中國半導體科學技術的研究發展基地，國家於1960年9月6日在北京成立中國科學院半導體研究所（以下簡稱半導體所），開啟了中國半導體科學技術的發展之路。

半導體所擁有兩個國家級研究中心—國家光電子工藝中心、光電子器件國家工程研究中心；三個國家重點實驗室—半導體超晶格國家重點實驗室、集成光電子學國家重點聯合實驗室、表面物理國家重點實驗室(半導體所區)；三個院級實驗室(中心)—半導體材料科學重點實驗室、中科院半導體照明研發中心和中科院固態光電信息技術重點實驗室。此外，還設有半導體集成技術工程研究中心、光電子研究發展中心、高速電路與神經網絡實驗室、納米光電子實驗室、光電系統實驗室、全固態光源實驗室和元器件檢測中心。

雲南鍺業：與中科院半導體所在深加工產品研發方面進行合作。

中航電測：公司與中科院半導體所及微電子所合作研發了MEMS慣導組件 但由於總師單位對最終方案沒有明確意見 該項目目前存在較大的不確定性。

捷捷微電：公司已與中科院微電子研究所、西安電子科大合作研發以SiC、GaN為代表第三代半導體材料的半導體器件。

萬集科技牽手中科院半導體所 搶佔雷射雷達技術制高點。

中環股份通過與中科院微電子進行產業、技術合作，打造創新產業化新項目，在積極向化合物半導體材料、高端半導體器件領域拓展。

大港股份：中科院半導體研究所是公司控股子公司中科大港的股東之一。

三安光電半導體照明項目聯袂中科院獲國家科學技術進步一等獎。

匯金股份與中科院合作建半導體實驗室。

濰坊市歌爾光電（歌爾股份子公司）與中科院半導體所進行對接。

馳宏鋅鍺與中科院光電研究所合作開發相關技術。

由中科院半導體研究所牽頭，深圳市洲明科技股份有限公司等多家單位聯合完成的「高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化」科研成果，榮膺2019年度國家科技進步獎一等獎。

瀘天化將與中科院研究所合作開發高性能精細化學品。

武漢郵電科學院合作

​武漢郵電科學研究院於1974年正式成立，經過四十多年的發展，已形成覆蓋光纖通信技術、數據通信技術與無線通信技術三大產業的發展格局，是全球唯一集光電器件、光纖光纜、光通信系統和網絡於一體的通信高技術企業。目前集團（武漢郵電科學研究院）控股下面有4個上市公司，烽火通訊（600498）、光迅科技（002281）、長江通信（600345）和理工光科（300557）。

微電子所

中國科學院微電子研究所（以下簡稱「微電子所」）的前身——原中國科學院109廠成立於1958年。1986年，109廠與中國科學院半導體研究所、計算技術研究所有關研製大規模集成電路部分合併為中國科學院微電子中心。2003年9月，正式更名為中國科學院微電子研究所。

微電子所的戰略定位是：中國微電子技術創新的引領者和產業發展的推動者。微電子所堅持「三個面向「四個率先」的新時期辦院方針，在集成電路先導技術、微電子器件與集成技術、物聯網核心技術與應用、科教融合微電子學院建設等方面重點推進。

微電子所堅持開放辦所理念，堅持「企業為主體，市場為導向，產學研用結合」的對外合作思路，與北京大學、清華大學、復旦大學等高校和武漢新芯、中芯國際、上海華力、華潤微電子、北方微電子等企業結為戰略合作夥伴，在北京、江蘇、湖北、四川、廣東、湖南等省市開展科技成果轉移轉化，在我國微電子領域擁有廣泛的影響，為支撐我國微電子產業核心競爭力發揮了不可替代的重要作用。

華微電子與北京微電子技術研究所籤訂戰略合作協議。

攜手大基金及中科院微電子所 萬業企業打造集成電路裝備集團。

中環股份與天津濱海海洋高新區、中科院微電子所、北京海科建公司籤署戰略合作框架協議。