光子芯片能否破局国外芯片对高科技领域的封锁，实现弯道超车

目前芯片用的材料是硅，当发展到5纳米以下的制程后，这种材料无法满足工艺要求时，就会被淘汰，便会寻找其它材料来取代。新型的光子材料极有可能用于芯片的制造，被称之为光子芯片。

光子芯片为何会替代有材料

5纳米的芯片内部结构间隔尺寸已经很接近子的距离，使用有的硅晶材料尺寸已经很微小，栅极尺寸太短，电流很容易将薄氧层穿，造成两极短路。还有一种情况就是容易造成晶体管的金属薄膜针被电流熔断，造成两极开路。这些问题涉及了极限尺寸，已经没有办法用技术的手段做改进，只能寻找新的材料替代。

关于光子芯片的技术理

光子芯片利用半导体发光，结合光的速度和带宽，具备了抗干扰性和快速传播的特性。光子技术在多个应用上的低功耗、低成本是最大的优势。在运行平台上，某一个区域可以同时完成很多的维纳量级，以光子为载体的息功能分支机构，形成一个整体，具备大型综合运算能力的光子芯片。由于息时代人工智能大数据的发展，光子载体的各个分支数据流量已达到满载，就要用集成技术将微纳级的光子导入到芯片内部，成为纳米级的光子芯片。

我国现有的光子芯片的发展状况是怎样的？

目前我国已有几家企业在研发光子芯片相关的项目，像光速的收发模块、光处理模块已取到了突破性进展。科研机构已经投入开发的硅光子芯片平台，可以完成100bps的光子芯片试制，测试平台也在搭建中，预计2021年可以完成研发工作。

硅光子平台

硅光子技术是利用现有CMOS集成电路上的投资、设施、经验以及技术来设计、制造、封装光器件和光电集成电路，从而在成本、功耗、集成度上突破现有光电技术的局限性，以满足现代高速发展的息产业对光电子技术的需求。硅光子技术体现了微电子技术与光电子技术融合发展的趋势，不仅在现阶段的光通和数据中心上有迫切的应用需求，还在激光雷达、生物传感、光量子计算等领域有着广阔的应用前景。

近年来，硅光子技术已逐渐进入功能集成芯片的开发和应用阶段，对规范的、能提供完整工艺流程的制造平台提出了更高的要求。虽然硅光子加工是利用成熟CMOS技术和设施，但是一个成熟的CMOS平台并不能无缝地转化为硅光子平台，因为集成光路和集成电路在器件类型和图形特上有很大的差异，导致它们的制造工艺存在差异，一系列针对硅光子的工艺模块需要开发，成熟的硅光子平台还需要建立丰富的器件库和用于指导客户进行规范设计的PDK。

中科院微电子所基于所级8英寸CMOS工艺线，开发了面向硅基光子集成器件与芯片制造的工艺平台，并于2017年5月对外发布了我国首个具有完整硅光子工艺流片能力的硅光子平台。通过与中国电科38所、中科院半导体所、武汉邮电科学院合作，微电子所硅光子平台开发了成套的硅光子工艺库和器件库，制定了硅光子平台的设计规则和工艺规范，形成了平台的PDK，并与主流光子集成设计软件Synopsys OptoDesigner和Luceda Photonics IPKISS实现了集成。用户可以在软件中调用IMECAS工具包，利用平台PDK提供的器件库，便捷、灵活地进行符合平台规范的硅光芯片设计。

截止到2018年底，微电子所硅光子平台已为70多家客户提供了MPW流片服务和定制化流片服务，改变了以往我国硅光子流片基本依赖国外平台的局面，为我国硅光子技术研究和产品研发提供了有力的支持。

中国电科38所

中国电子科技集团公司第三十八研究所是国内著名的电子科研机构和供应商，是中国军工电子行业的骨干力量，简称电子38所或38所。38所又名华东电子工程研究所，始建于1965年，是中电科技集团所属一类大型研究所，是外经贸部首批批准的具有自营进出口权的研究院所之一，年产值近100亿元。目前拥有下属子公司5家安徽【四创电子(600990)、股吧】股份有限公司（中国雷达第一股，600990）、安徽博微长安电子有限公司、华耀电子工业有限公司、中日合资华耀田村股份公司四家产业化公司。

中科院半导体所

1956年，在我国十二年科学技术发展远景规划中，半导体科学技术被列为当时国家新技术四大紧急措施之一。为了创建中国半导体科学技术的研究发展基地，国家于1960年9月6日在北京成立中国科学院半导体研究所（以下简称半导体所），开启了中国半导体科学技术的发展之路。

半导体所拥有两个国家级研究中心—国家光电子工艺中心、光电子器件国家工程研究中心；三个国家重实验室—半导体超晶格国家重实验室、集成光电子学国家重联合实验室、表面物理国家重实验室(半导体所区)；三个院级实验室(中心)—半导体材料科学重实验室、中科院半导体照明研发中心和中科院固态光电息技术重实验室。此外，还设有半导体集成技术工程研究中心、光电子研究发展中心、高速电路与神经网络实验室、纳米光电子实验室、光电系统实验室、全固态光源实验室和元器件检测中心。

【云南锗业(002428)、股吧】与中科院半导体所在深加工产品研发方面进行合作。

中航电测公司与中科院半导体所及微电子所合作研发了MEMS惯导组件 但由于总师单位对最终方案没有明确意见 该项目目前存在较大的不确定性。

【捷捷微电(300623)、股吧】公司已与中科院微电子研究所、西安电子科大合作研发以SiC、GaN为代表第三代半导体材料的半导体器件。

【万集科技(300552)、股吧】牵手中科院半导体所 抢占激光雷达技术制高。

中环股份通过与中科院微电子进行产业、技术合作，打造创新产业化新项目，在积极向化合物半导体材料、高端半导体器件领域拓展。

【大港股份(002077)、股吧】中科院半导体研究所是公司控股子公司中科大港的股东之一。

三安光电半导体照明项目联袂中科院获国家科学技术进步一等奖。

汇金股份与中科院合作建半导体实验室。

潍坊市歌尔光电（歌尔股份子公司）与中科院半导体所进行对接。

驰宏锌锗与中科院光电研究所合作开发相关技术。

由中科院半导体研究所牵头，深圳市洲明科技股份有限公司等多家单位联合完成的“高光效长寿命半导体照明关键技术与产业化”科研成果，荣膺2019年度国家科技进步奖一等奖。

泸天化将与中科院研究所合作开发高性能精细化学品。

武汉邮电科学院合作

武汉邮电科学研究院于1974年正式成立，经过四十多年的发展，已形成覆盖光纤通技术、数据通技术与无线通技术三大产业的发展格局，是全球唯一集光电器件、光纤光缆、光通系统和网络于一体的通高技术企业。目前集团（武汉邮电科学研究院）控股下面有4个上市公司，烽火通讯（600498）、光迅科技（002281）、长江通（600345）和理工光科（300557）。

微电子所

中国科学院微电子研究所（以下简称“微电子所”）的前身——中国科学院109厂成立于1958年。1986年，109厂与中国科学院半导体研究所、计算技术研究所有关研制大规模集成电路部分合并为中国科学院微电子中心。2003年9月，正式更名为中国科学院微电子研究所。

微电子所的战略定位是中国微电子技术创新的引领者和产业发展的推动者。微电子所坚持“三个面向“四个率先”的新时期办院方针，在集成电路先导技术、微电子器件与集成技术、物联网核心技术与应用、科教融合微电子学院建设等方面重推进。

微电子所坚持开放办所理念，坚持“企业为主体，市场为导向，产学研用结合”的对外合作思路，与北京大学、清华大学、复旦大学等高校和武汉新芯、中芯国际、上海华力、华润微电子、北方微电子等企业结为战略合作伙伴，在北京、江苏、湖北、四川、广东、湖南等省市开展科技成果转移转化，在我国微电子领域拥有广泛的影响，为支撑我国微电子产业核心竞争力发挥了不可替代的重要作用。

华微电子与北京微电子技术研究所签订战略合作协议。

携手大基金及中科院微电子所 万业企业打造集成电路装备集团。

中环股份与天津滨海海洋高新区、中科院微电子所、北京海科建公司签署战略合作框架协议。