CHIPX：无锡打造的世界级光子芯片中试线正式启用

MEMS 2024-10-01 06:57

构建AI未来，Arm计算平台无处不在 如何提升高压系统的实时性能?

金秋时节，创新热浪依旧澎湃。在太湖畔，随着一座代表未来产业新高度与新方向的世界地标拔地而起，一束芯“光”正以磅礴势能穿云裂雾，劲射远方。9月25日，在2024集成电路（无锡）创新发展大会上，由上海交通大学党委常委、校务委员会专职副主任张安胜，江苏省工业和信息化厅厅长朱爱勋共同为上海交通大学无锡光子芯片研究院建设的国内首条光子芯片中试线按下启用键，这标志着光子芯片正式步入产业化快车道，将突破计算范式限制，为大规模智算带来新的想象空间，一个属于光子的辉煌时代即将开启。

人字形大门缓缓展开，它像是通往未来科技的邀请函，拥抱着每一位怀揣梦想与探索精神的旅人。一座晶莹剔透的玻璃幕墙建筑巍然矗立，在阳光的轻抚下，每一面玻璃都仿佛被赋予了生命，闪烁着智慧与科技交织的光芒，预示着无限可能。

随着夜幕的悄然降临，这座建筑又悄然蜕变，化身为城市夜空中最亮的“光子芯片”，其光芒不仅照亮了四周，更在无形中为无锡这座城市注入了源源不断的活力与灵感。

作为滨湖区竞速量子科技赛道的“头号工程”，也是区域未来产业地标，今天，上海交通大学无锡光子芯片研究院露出了璀璨真容。

搭建平台，引领产业赛道腾飞

光子芯片，是新一代信息技术的核心，能满足新一轮科技革命中人工智能、物联网、云计算、生物医药等领域对传输、计算、存储、显示的技术需求，已成为经济增长新动能，全球竞速的产业高地。

然而一直以来，国内光子芯片行业面临中试平台缺位、工艺技术壁垒高、良品率验证低、产能转化不足、国外平台流片周期长等共性困境，严重制约了创新成果转化落地的“黄金期”。为此，上海交大无锡光子芯片研究院率先在无锡布局国内首条高端光子芯片中试线。

中试平台总面积17000平方米，集科研、生产、服务于一体，配套设施完善且配备超100台国际顶级CMOS工艺设备，覆盖了薄膜铌酸锂光子芯片从光刻、薄膜沉积、刻蚀、湿法、切割、量测到封装的全闭环工艺。平台还兼顾硅、氮化硅等其他材料体系，搭建N个特色工艺平台，形成领先的“1+N”先进光子器件创新平台，结合“研发中试+技术服务”运营模式，不仅可为高校、科研院所、创新企业提供全流程技术服务，还可以为光子产业孵化项目，与产业基金高效联动，打通从产品研发到市场化的完整链条，加速科技成果的商业化转化。

“技术的高速迭代与创新是推动光子芯片产业化的核心关键。”研究院院长金贤敏表示，中试平台不仅能加速技术迭代的飞轮效应，促进工艺流程的持续优化和产品创新能力的提升，还将以前所未有的速度触摸到科技前沿的“天区”，破解创新链和产业链长期存在的结构性矛盾，最终实现科技出“圈”，产业破“壁”。

校地携手，剑指世界一流

光子芯片中试线的顺利建成是校地携手，实现产业突围的生动缩影。2021年，滨湖引进上海交通大学金贤敏团队，成立上海交通大学无锡光子芯片研究院；2022年12月中试线正式开工，2023年10月载体封顶，2024年1月首批设备入场，经过紧锣密鼓地设备调试，直至9月正式启用，这座湖湾“芯”地标几乎是以“一骑绝尘”之势实现了从概念构想到实体落地的飞跃。

一、前瞻布局，顶层战略规划

载体建设不仅是支撑光子芯片中试线运行的“钢铁脊梁”，更是产业聚集的强磁场、产业链延伸的战略高地。研究院精准把脉现状，发挥远见卓识，以“扎根无锡，对标世界领先，争创国内首个高端光子芯片中试线和产业化基地”目标，全盘布局谋划，制定了可行性方案，设定了阶段性目标，保障载体基础能支撑中试线实现小规模量产、达到国际领先水平。

由于中试平台运行要求严苛，滨湖区联合研究院成立了专项小组，组织专家评审，与科研人员紧密配合，历无数次研讨，最终克服地铁震动干扰及环太湖流域环保要求等难题，以“绿建三星”标准建成载体，并且实现了防微震、恒温恒湿、超净等关键能力建设，为光子芯片的研发与生产提供了一流保障。

如今，走进光子芯片中试线近6000平方米的高等级微纳加工超净间，一台台设备整齐排列，身穿洁净服的技术人员熟练操作各类设备，观察产品各项参数运行情况。为使微尘数量达标，超净间设计可谓“别有洞天”。层高9米的一楼分为3层，主要设备在中间层，看不见的上夹层、下夹层除了铺设供应气体和化学品的管道外，还布满了新风系统，输送清洁空气，保持室内正压，再通过铺设的通风孔向外排气，使车间的洁净程度达到了百级、千级、万级标准。

二、国内领先，一流标准打造

面对技术封锁与设备禁运的严峻形势，唯有破釜沉舟方能破局。团队经过上百次深入论证、近百种设备调研选型以及严格执行技术上ABC选型和5轮谈判，最终突破部分进口设备禁运限制，形成了一套可行性高、流片工艺可闭环、支撑领域更广的中试线设备方案，实现了光子芯片中试线最小闭环的建设。这不仅是对外部封锁的有力回应，更是对自主可控路径的坚定探索。

核心技术攻关是一场科技竞争力的较量，也是研发团队的终极考验。研发团队基于薄膜铌酸锂材料，开发了电光调制器、超快可编程器等光子芯片。同时，基于4寸薄膜铌酸锂晶圆，团队自主开发了与之匹配的DUV光刻工艺、薄膜铌酸锂干法刻蚀工艺。同时，结合光波导结构设计制备出了高品质的低损耗薄膜铌酸锂光波导，实现了薄膜铌酸锂光子芯片的规模集成。此项成果为薄膜铌酸锂光电芯片的研制与超大规模光子集成提供了一条极具前景的产业化技术路线，为高性能光通信应用场景提供工艺解决方案。

金贤敏强调，硬件配套的国际一流水准、设备精密的国内领先，以及工艺流程的完整闭环控制，是支撑光子芯片产业化的三大核心要素，如今，中试线的启用也代表着这条线符合顶层规划，达到了国际高度。中试线正式启用后，预计年产能达10000片晶圆，2025年第一季度将正式发布PDK，提供对外流片服务。

百亿产业，构建世界级创新生态

当前，全世界都致力于解决算力资源匮乏导致的迭代难题，包括Open AI亦是如此。光量子计算不仅可以向下兼容相关技术，其理论和框架赋能的指数级算力更是无穷尽的。然而对于光计算、量子计算的仰望，因缺乏与之相匹配的硬件体系以及落地成产品的产业链不成熟，无法实现商业化应用，目前全球均处于统一起跑线上，这为中国提供了技术超越的机遇。

下阶段，研究院将基于6/8寸薄膜铌酸锂晶圆，以薄膜铌酸锂调制器为核心，攻克薄膜铌酸锂光子芯片产业化面临的工程技术难题，开发晶圆级芯片量产工艺，实现薄膜铌酸锂光子芯片规模量产，满足人工智能发展等大算力需求。同时，研究院构建“平台+孵化+基金”三位一体战略模式，基于光子芯片底层技术，以Foundry模式驱动产业化应用，围绕芯、光、智、算等新一代信息技术进行科技成果转化及孵投一体的创业孵化，打造“光子芯谷”，探索硬科技创新孵化的新范式，助力滨湖乃至无锡形成集群化、规模化发展的世界级光子芯谷创新生态体系。

“中国最顶尖的技术不应该只存在科学家的论文和实验室里。”金贤敏表示，光子芯片中试线不仅能解决硬科技缺乏中试支撑平台难题，还将通过成体系的产业化团队和全方位全覆盖的创业服务能力，以科学家亲密无间的创业“合伙人”身份，通过“深度陪跑+机构化创业”方式，聚焦早期创业孵化，布局孵化、天使、产业引导基金，将科技“提纯”与市场紧密适配，推动成体系的项目落地生根。

在“追光逐芯”的征途上，上海交大无锡光子芯片研究院始终秉持推动高水平科技自立自强的初心使命，矢志不渝地投入创新攻关。未来，研究院将继续作为新质生产力的引领者，持续开展在量子科技前沿技术、共性关键技术领域的探索，促进前沿核心技术的成果转化，推进产教融合、产学研合作与高端人才培养，助力无锡市量子科技产业的高质量发展，在推进中国式现代化的伟大征程中贡献科技力量。

关于CHIPX

上海交通大学无锡光子芯片研究院（CHIPX）于2021年12月份在无锡市与上海交通大学深化全面合作的框架下正式成立，研究院由无锡市滨湖区人民政府、上海交通大学、蠡园经济开发区三方共同参与建设。

CHIPX率先在无锡布局国内首条光子芯片中试线，以高端光子芯片的研发为核心，聚焦新一代信息技术和产业化应用，推动量子计算机、通用光子处理器、三维光互连芯片和高精密飞秒激光直写机等变革性技术在无锡市落地转化。并围绕光子芯片中试线平台的基础设施和研发支撑，建设核心技术和产业形态聚焦的“光子芯谷”，打造以光子芯片底层技术为驱动，面向量子计算、人工智能、光通信、光互连、激光雷达、成像与显示、智能传感的新一代光子科技产业集群。