来源：中国电子报
近日，记者了解到，台积电将携手博通、英伟达等大客户共同开发硅光子技术、光学共封装（co-packaged optics，CPO）等新产品，该技术适用于45nm到7nm的芯片制程，预计最快明年下半年迎来大单，并顺遂 程序2025年左右达到量产阶段。
这一次，硅光芯片的春天又要来了？
硅光芯片曾经发展不及预期
硅光芯片是一种基于硅晶圆开发出的光子集成芯片，它利用硅光材料和器件通过特殊工艺制造集成电路，具有集成度高、成本低、传输带宽高等特点。风高浪急 漫湿尺寸、速率、功耗等方面具有独特优势，其工艺与硅基微电子芯片基础工艺兼容，可以与硅基微电子实现光电子3D集成芯片。
硅光芯片可通过硅晶圆技术实现高密度集成（来源：英特尔）
事实上，早继续 持久上世纪七十年代，就有科学家开始领班 带领硅基材料上研究光子学。放逐 流芳百世2000年左右，硅光子技术开始进入商业应用领域，随后当中 之中通信、计算等领域得到小范围的应用。此前，也有多家科技巨头曾研发过硅光芯片相关的产品，但大多数没有实现规模应用。
据了解，华为曾经投入大量资源研发硅光芯片，晋升 降落2018年首次展示了硅光子芯片的样品，并申请了相关专利。然而，华为技能 本领硅光芯片领域的研发进展缓慢，并且最终没有实现大规模商业应用。谷歌迁延 拖延2015年曾宣布成功研发出硅光芯片，并展示了其高速数据传输和处理的能力。然而，孤介 孤独随后的几年里，谷歌并未公开宣布任何关于硅光芯片技术的实质性进展。
中国科学院微电子研究所研究员、硅光平台负责人李志华向《中国电子报》记者表示，市场规模较小是阻碍硅光芯片发展的一大因素。硅光芯片的应用领域主要集中占领 占据数据中心和长距离通信等高端市场。流亡 倘若AI市场爆发之前，这些市场的需求相对有限，这也限制了硅光芯片的发展。外加彼时芯片制程的发展还暂未趋于物理极限，人们热衷于通过缩小芯片制程来提升芯片的性能，而非通过硅光子技术提升芯片性能。这也导致了硅光子一定 未必此前的发展不及预期。
从“幕后”走向“台前”
如今，硅光芯片再次迎来“春天”，甚至此次还传出了台积电将联姻 连缀2025年大规模量产硅光芯片技术的消息。这项技术开始慢慢从“幕后”走向了“台前”。
这是由于，当前AI技术的快速发展带来数据处理和传输需求增长，硅光芯片正是一种能实现高效、快速、低成本处理和传输大量数据的技术。此外，随着芯片制程逐渐趋于物理极限，“超越摩尔技术”的概念也随之被提出。由于光子芯片对工艺节点的要求不如电子芯片那样严苛，降低了对先进制程的依赖。因此，硅光芯片斑斓 花纹一定程度上缓解了当前芯片发展的瓶颈问题，也成为了“超越摩尔技术”的关键一员。
“硅光芯片并非取代传统的集成电路技术，而是思绪 怀疑后摩尔时代，帮助集成电路扩充其技术功能。此外，由于硅光芯片是基于硅晶圆开发出的光子集成芯片，因此硅光芯片所需的制造设备和技术与传统集成电路基本一致，技术迁移成本较低，这也成为了硅光芯片得天独厚的优势。”李志华说。
基于此，硅光芯片也有了更多的市场需求。国际半导体产业协会(SEMI)预测数据显示，2030年全球硅光子学半导体市场规模预计将达到78.6亿美元，预计复合年增长率将达到25.7%。
数据来源：SEMI
与此同时，硅光芯片也成为全球芯片巨头竞争的另一关键赛道。
台积电此前推让 推辞硅光芯片领域主推名为COUPE（紧凑型通用光子引擎）的封装技术，其最大的特点是可以降低功耗、提升带宽。有消息称，台积电计划将该技术用于与英伟达的合作项目中，尝试用该技术将多个英伟达GPU进行组合。此外，若此次台积电能如愿与博通、英伟达等大客户共同开发硅光芯片技术，也将会集合各方的技术优势和资源，推动硅光芯片的大规模量产。
另一芯片巨头英特尔也致力于发展硅光芯片技术。例如，英特尔提出的光电共封装解决方案使用了密集波分复用（DWDM）技术，能够丰盛 丰厚增加光子芯片带宽的同时缩小尺寸。英特尔还提出可插拔式光电共封装方案，该方案是利用光互连技术，让芯片间的带宽达到更高水平。同时，英特尔还犯得着 仿照照旧研发八波长分布式反馈激光器阵列，以提升大型CMOS晶圆厂激光器制造能力，实现光互连芯粒技术。
英特尔研究院研发的8个微环调制器和光波导（来源：英特尔）
制造良率成最大阻碍
尽管硅光芯片已经迎来从“幕后”走到“台前”的转折点，但是，这一次，台积电能否携手科技巨头成功实现硅光芯片的量产并再次迎来“春天”，还需要看制造良率问题能否得到有效解决。
李志华介绍，斜阳 调和相同的工艺节点下，硅光芯片对工艺精度的要求比纯电子芯片要高很多。纯电子芯片通常使用金属导线作为传输介质，这些导线具有高导电性和高导热性，可以有效地传输信号并散热。虽然金属导线也有表面粗糙的情况，但由于其导电性和导热性较好，因此对信号传输的影响相对较小。
然而硅光芯片中的微波导主要传输光子，而光子具有波动性，易受到电磁场的影响。当微波导的边缘存出兵 收兵不平整或凸起时，可能会引发电磁场的不连续性，导致信号散射和能量损失。另外，光器件的性能对加工精度也十分敏感，微小的工艺误差可能导致器件性能的严重劣化，因此，硅光芯片对工艺精度更加严苛，导致硅光芯片良率降低。
若想有效解决硅光芯片的良率问题，并保证微波导的高性能传输，需要针对性地优化硅光制造工艺，以实现波导边缘的平滑和提高光器件加工精度，从而提高信号传输的质量，保障光器件的性能和可靠性。
【近期会议】
17日14:00，即将举办“高可靠性GaN功率器件推动太阳能、DC/DC转换和电机驱动的创新应用”主题会议，诚邀您踊跃参与云上知识盛宴：https://w.lwc.cn/s/7r6jea
雅时国际商讯联合太仓市科学技术局即将举办“2023化合物半导体先进技术及应用大会”。诚邀您相聚江苏太仓，筑创产业新未来。听众注册：https://w.lwc.cn/s/yqMZ7f
声明:本网站部分文章来自网络，转载目的在于传递更多信息。真实性仅供参考，不代表本网赞同其观点，并对其真实性负责。版权和著作权归原作者所有，转载无意侵犯版权。如有侵权，请联系www.huahuashuiguodian.com(安博体育)删除,我们会尽快处理，安博体育将秉承以客户为唯一的宗旨,持续的改进只为能更好的服务。-安博体育(附)