上海將光子芯片與器件確定為面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)
發(fā)布時間：2021-07-26
編者按：7月21日，上海發(fā)布關(guān)于下一個5年的“9+X”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。其中，光子芯片及6G移動通信被確定為上海面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
在規(guī)劃中，上海將光子芯片與器件列為“面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)”之首，計劃未來五年，力爭實現(xiàn)新一代光子器件在數(shù)據(jù)中心、超級計算機(jī)、汽車自動駕駛、家用機(jī)器人、電信設(shè)備以及國防裝備等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆性革新。
我們看到上海著力發(fā)展光子芯片及器件產(chǎn)業(yè)的雄心還是蠻大的！那么，上海的底氣來自哪里呢？
芯片作為現(xiàn)代科技“皇冠上的明珠”，受到各國格外重視！我國因為在芯片領(lǐng)域落后于人，受到別人“卡脖子”，這主要是電子芯片方面。
在電子芯片方面，我們?nèi)绻刂鴦e人走過的28nm-14nm-7nm-5nm-2nm這條路走下去，即使經(jīng)過努力，縮小了差距，很多專利/IP的壁壘很難繞過去，別人也可能不斷找麻煩。
然而，在光子芯片領(lǐng)域，我國與歐美處于同一起跑線上，現(xiàn)在某些方面已經(jīng)領(lǐng)先同行，如華為在全球首先做出并量產(chǎn)了800G光芯片。因此，我國大力發(fā)展光子芯片，是實現(xiàn)芯片自主可控，并趕超的有效路徑！
盡管，現(xiàn)階段光子芯片不可能替代電子芯片，但光子芯片擁有更高的計算速度、更低的功耗及時延，且不易受到溫度、電磁場和噪聲變化的影響。更重要的是，光子芯片不追求工藝尺寸的極限縮小，不受制造工藝的限制，有更多的性能提升空間。
光子芯片將在數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計算、存儲和顯示等方面逐步替代電子芯片，將會有光子芯片、光電集成芯片等多種形式。
上海將光子芯片與器件列為“面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)”之首，足見對光子芯片及器件的重視。
上海提出：重點突破硅光子、光通訊器件、光子芯片等新一代光子器件的研發(fā)與應(yīng)用，在光子器件模塊化技術(shù)、基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）的硅光子工藝、光通訊技術(shù)、光互連技術(shù)、芯片集成化技術(shù)、光電集成模塊封裝技術(shù)等方面的研究開展重點攻關(guān)。
上海的目標(biāo)，未來五年，力爭實現(xiàn)新一代光子器件在數(shù)據(jù)中心、超級計算機(jī)、汽車自動駕駛、家用機(jī)器人、電信設(shè)備以及國防裝備等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆性革新。
我們看到上海的這個雄心還是蠻大的！那么，上海的底氣來自哪里？
首先是上海的兩家頂級高校，上海交通大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)。上海交大的金賢敏團(tuán)隊，已經(jīng)打通光子芯片從設(shè)計到流片的全流程，設(shè)計了就能做出來；金賢敏團(tuán)隊在三維光子芯片方面已經(jīng)世界領(lǐng)先，2018年制作的三維光子芯片在規(guī)模和精度上至今無人超越；金賢敏團(tuán)隊的基于CMOS工藝高速可編程的光子芯片，根本技術(shù)即將完全突破。
金賢敏，上海交通大學(xué)長聘教授、博士生導(dǎo)師、區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點實驗室學(xué)術(shù)帶頭人、上海交大集成量子信息技術(shù)研究中心主任。
復(fù)旦大學(xué)下設(shè)光科學(xué)與工程系，有中科院院士1人，英國皇家工程院院士1人，有光學(xué)、光學(xué)工程兩個博士點。復(fù)旦還有兩個光子相關(guān)的教育部重點實驗室，即上海超精密光學(xué)制造工程技術(shù)研究中心和微納光子結(jié)構(gòu)實驗室。另外，復(fù)旦還有全國頂尖的微電子學(xué)院。
上海理工大學(xué)，今年5月20日，上海理工正式成立光子芯片研究院，由顧敏領(lǐng)銜。早在2019年，中國工程院外籍院士、澳大利亞科學(xué)院院士、澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士顧敏，辭去皇家墨爾本理工大學(xué)副校長職務(wù)，全職加盟上海理工大學(xué)。顧敏團(tuán)隊致力于類腦全光學(xué)計算，為集成光電路和人工智能產(chǎn)業(yè)提供新一代全光芯片。
近期，顧敏院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊，創(chuàng)新性地利用雙光子聚合飛秒激光加工技術(shù)，實現(xiàn)了大面積復(fù)振幅軌道角動量多路復(fù)用超表面全息技術(shù)，完美解決了純相位依賴的通道信號串?dāng)_問題。項目中利用6mm2的光學(xué)芯片，約為指甲蓋面積的1/16,記錄下60幀三維全息圖像，僅僅需要動態(tài)控制入射光束軌道角動量狀態(tài)，即可實現(xiàn)30FPS的三維全息動態(tài)顯示。
中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所，也是我國從事光計算與光子芯片研究較早的國家級院所，實力強(qiáng)勁，成果累累。
光子芯片產(chǎn)業(yè)化方面，國內(nèi)走在最前面的要算華為了。不過，華為的光子芯片研發(fā)主體在武漢，華為在武漢還自建了光子芯片生產(chǎn)線，已經(jīng)量產(chǎn)。后續(xù)，隨著華為海思總部部署至上海青浦研發(fā)中心，也有可能華為在上海再組建光子芯片研發(fā)團(tuán)隊。
信息來源：溪村風(fēng)云整理：激光制造網(wǎng)
