“硅光子技术及传感应用”研讨会

原创 MEMS 2023-03-21 00:00

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时间：2023年4月25日
地点：深圳·南山
主办方：麦姆斯咨询、华强电子、逍遥科技
协办方：上海传感信息科技有限公司
同期活动：2023半导体产业发展趋势高峰论坛

会议背景：

硅基光电子（英文名称：Silicon Photonics，中文简称：硅光子）是研究和利用硅材料中的光子、电子及光电子器件的工作机理和光电特性，采用与集成电路（IC）兼容的微纳米制造工艺，在硅晶圆上开发制备光电子芯片的技术。硅光子技术的核心内容是研究如何将光电子器件“硅片化”、"小型化"，并与微电子芯片相集成，实现以光子和/或电子为载体的信息功能器件。由于硅光子芯片受限于硅材料（间接带隙半导体）的光电性质，存在无法集成高密度光源及低损耗高速光电调制器等问题。因此，利用不同种材料发挥其各自光电特性优势的硅光子异质集成技术近年来发展迅速，从而助力实现真正意义上的单片集成光电子系统。

典型的光电子器件及微电子芯片

通过将硅光子芯片与微腔光频梳激光源相结合实现的四种集成光电子系统（数据传输、微波光子信号处理、激光测距、光子计算）概念图（来源：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04579-3）

硅光子概念最早在1969年由贝尔实验室（Bell Labs）提出，而真正的启动始于20世纪80年代末至90年代初Richard Soref和Graham Reed等人的一系列硅光子早期科研工作。21世纪初，以IBM和英特尔（Intel）为代表的半导体公司设立硅光子部门并投入大量资源，与学术界齐头并进地研发硅光子芯片，并于2010年之后进入产业化应用阶段。近些年，得益于大容量数据通信场景的日益增加、高性能计算（HPC）及各种光电传感应用的出现，硅光子技术开发已逐渐从学术兴趣驱动转变为市场需求驱动。欧美一批传统集成电路和光电巨头通过并购方式迅速进入硅光子领域抢占高地，以传统半导体强国为主导的全球硅光子产业格局悄然成形。

硅光子技术发展示意图

硅光子在传感领域的典型应用包括激光雷达（LiDAR）、光谱仪（Spectrometer）、生物传感器（例如血糖监测）、气体传感器、惯性传感器（例如陀螺仪）等。在激光雷达方面，FMCW测距方法与光学相控阵（OPA）是一种很好的搭配，可以利用硅光子及异质集成技术实现芯片级激光雷达（LiDAR-on-a-Chip），从而极大降低成本和体积，并提升可靠性。因此，多家厂商积极布局并宣布进展：2021年1月，英特尔宣布硅光子FMCW激光雷达将于2025年量产；2022年6月，SiLC与Cloud Light合作量产硅光子FMCW激光雷达，第二季度开始向战略客户供应产品；2022年7月，Aeva宣布首批硅光子FMCW激光雷达投产并交付战略客户。

英特尔利用硅光子技术开发FMCW激光雷达

我国在“十五”到“十四五”期间，对硅光子技术研究给予持续的投入。目前，国内企业和科研院所已经拥有了一定的研发团队和产业化条件，并实现硅光子产品自主研发的突破。硅光子集成芯片是微电子与光电子融合的产物，也是推动两个产业持续发展的重要解决方案。为了促进硅光子技术及传感应用发展，麦姆斯咨询联合华强电子、逍遥科技于2023年4月在深圳举办本次专题研讨会，期待您的参加与交流！