요즘과학기술의 경쟁이 치열해지고 있으며, 가장 주목을 끄는 칩 기술이 날이 갈수록 변하고 있습니다. IBM의 2나노미터 칩 스프레드 소식이 전하기 전에 TSMC와 파트너들은 1나노미터 이하 칩의 돌파구를 발표했다. 그것은 널리 인간이 전자 칩의 이론적 한계에 접근하고 있다고 생각된다.
실리콘 광학 칩은 높은 컴퓨팅 속도, 낮은 전력 소비 및 낮은 시간 지연의 특성을 가지고 있으며 공정 크기의 한계 감소를 추구 할 필요가 없습니다. 제조 과정에서 전자 칩만큼 엄격할 필요는 없지만 극단적인 자외선 리소그래피 기계(EUV)를 사용해야 합니다.
그래서, 실리콘 라이트 칩무어의 법칙의 "천장"을 돌파 할 수 있습니다, 새로운 "트랙"을 열 수 있습니까?
극복해야 할 기술적 병목 현상이 여전히 있습니다.
"실리콘 포토닉스의 개념은 오랫동안 제안되었지만 실리콘 포토닉스 칩을 만드는 것은 쉽지 않습니다." 베이징 포스트 및 통신 대학의 교수이자 박사 관리자인 리페이강(Li Peigang)은 1990년대 초에 IT 실무자들이 전통적인 반도체 칩 산업의 후계자를 찾기 시작했으며 포토닉 컴퓨팅은 한때 가장 유망한 미래 기술로 여겨졌다고 사이언스 테크놀로지 데일리에 말했다. "기술적 이유로 인해 인텔과 IBM이 이끄는 기업과 교육 기관은 칩 간 데이터 회로를 광학 경로로 대체하기를 희망하면서 실리콘 칩의 광학 신호 전송 기술 개발에 앞섰습니다." 리페이강은 말했다.
리페이강은 기자들에게 실리콘 광학 칩 제조 기술은 실리콘과 실리콘 기질 소재를 기반으로 하며, 광학 장치 개발 및 통합 기술을 위한 보완금속 산화물 반도체(CMOS) 공정을 사용하여 집적 회로 기술의 초대형 초고정밀 제조의 특성과 광장 기술의 초고속, 초저전력 소비의 장점을 결합했다고 말했다. 기존 반도체 웨이퍼 제조 기술에 상보적이다.
리페이강은 중국이 실리콘 광학 칩 산업 개발에 큰 중요성을 부여하고 있다고 말했다. 그러나 처음에는 국내 하이엔드 실리콘 칩 라이트가 설계와 우선 순위를 부여하고, 유동시트는 주 또는 해외, 칩 준비, 긴 주기, 고비용, 중국 내 실리콘 포토닉스 기술 개발을 제한하고 있으며, "중국 칩 기술의 해외 개발을 제한하고 있으며, 일련의 조치를 채택하고 있으며, 중국의 실리콘 라이트 칩 회사 개발은 심각한 영향을 미쳤다"고 말했다.
리페이강은 기자들에게 실리콘 광학 기술의 개발이 세 단계로 나눌 수 있다고 말했다: 첫째, 실리콘 기반 장치는 점차 이산 부품을 실리콘으로 대체하여 광학 통신의 기본 장치를 만들고 공정의 표준화를 달성한다. 둘째, 통합 기술은 결합 통합에서 모놀리식 통합으로 발전하고, 부분 통합을 실현하고, 레고 브릭과 같은 다양한 장치의 조합을 통해 이러한 장치를 다른 칩에 통합합니다. 셋째, 광전자 기술의 완전한 통합을 달성하기 위해 광전자 기술의 통합. 더 복잡한 기능을 달성하기 위해 빛과 전기를 통합합니다. "우리는 이제 실리콘 광학 기술의 두 번째 단계에 있습니다." 리페이강은 말했다.
실리콘 광학 기술이 성숙하고 실리콘 광학 칩이 대규모 상업적 사용 단계에 진입하려고하지만, 비표준 설계 도구, 실리콘 광학 커플링 공정의 높은 요구 사항 및 자동 웨이퍼 테스트 및 절단과 같은 기술적 과제와 같은 기술적 병목 현상은 여전히 존재합니다.
리페이강은 중국이 실리콘 광학 칩의 연구 개발에 기술적 돌파구를 마련했다고 생각하지만, 산업화 측면에서는 구조적 설계, 제조 공정, 장치 패키징 및 애플리케이션 지원 등 국내 실리콘 광학 칩의 산업화 기술에 여전히 몇 가지 문제가 있으며, 이를 개발하고 성숙시켜야 합니다. "기술 자체 외에도 실리콘 광학 칩의 산업화는 재료, 기술, 장비, 소프트웨어, 재능 및 시장 생태학과 같은 포괄적 인 요인에 의해 영향을받을 것입니다. 따라서 기술 연구 개발에 투자하는 것 외에도 좋은 산업 생태계를 형성하고 플랫폼을 구축하고 생태를 최적화하며 실리콘 광학 칩 개발을 위한 산업 체인의 상류및 하류 간의 협력을 강화하는 것도 매우 중요합니다." 리페이강은 말했다.
실리콘 광학 칩은 중국에서 빠르게 개발되고 있습니다.
2017년 11월 28일, 산업정보기술부는 우한에 국가정보전자혁신센터 건립을 공식 승인했다. 이 센터는 광전자 기술, 파이버홈 커뮤니케이션, 헝통 옵토일렉트로닉스 등 많은 국내 기업과 연구 개발 기관이 공동으로 참여하여 중국 정보 전자 분야의 혁신 자원의 60% 이상을 모으고 있습니다. 중국 정보전자 제조 산업에서 '핵심 및 제네릭 기술의 공동 연구 개발'과 '첫 상용화 실현'을 위한 전략적 과제를 안고 정보 전자제품의 '핵심 부족'의 상황을 해결하기 위해 노력하고 있습니다.
2017년 상하이 시 정부는 최초의 시정 주요 프로젝트 중 하나로 실리콘 포토닉스를 상장하고 실리콘 광학 칩의 전체 산업 체인을 구축하고 핵심 기술을 습득하고 국내 기업이 외국 공급 업체에 대한 의존도를 없애는 것을 목표로 실리콘 기반 광학 상호 연결 칩의 R&d 및 생산을 배치하기 위해 많은 자금을 투자했습니다.
2018년 10월, 충칭시가 설립한 새로운 국제 연구 개발 기관인 유나이티드 마이크로일렉트로닉스 센터는 100억 위안 이상의 초기 투자를 통해 충칭에 등록및 설립되었습니다.
산업정보기술부는 2017년 말 발표한 '중국 전자기기 산업기술개발로드맵(2018-2022)'에서 고속광학칩 국소화의 현재 비율은 약 3%에 불과하다고 지적하며, 2022년 저가형 전자칩 현지화율60% 이상, 고단형 전자칩 현지화율 60% 이상에 불과하다고 지적했다.
정책 지원을 통해 중국에서 실리콘 광학 칩이 빠르게 발전하고 있습니다. 2018년 1월, 중국 최초의 실리콘 포토닉스 기술 플랫폼이 상하이에 설립되어 중국과 외국의 가공 및 제조 격차가 좁혀졌습니다.
2018년 8월 29일, 시노텍은 중국 최초의 상업용 "100G 실리콘 광학 트랜시버 칩"이 공식적으로 생산에 투입되었다고 발표했다.
2019년 9월, 유나이티드 마이크로일렉트로닉스 센터 LLC는 8인치 실리콘 기반 광전자 기술 공정 플랫폼의 배선을 실현했습니다. 불과 몇 달 만에 자체 개발한 실리콘 광학 공정은 매우 양호한 수준에 도달했으며, 공식적으로 "180nm 실리콘 광학 공정 PDK"를 세계에 출시하여 실리콘 기반 광전자 분야에서 독립적인 공정 제조 능력을 보유하고 있으며 실리콘 광학 칩 흐름 서비스를 세계에 제공하기 시작했습니다.
국가 차원에서 실리콘 광학 기술을 지원하는 유리한 정책이 오고 있으며 지방 정부도 이사회에 들어갔습니다. 상하이는 CMOS 실리콘 포토닉스 기술, 칩 통합 기술, 광전 통합 모듈 캡슐화 기술 연구 등 차세대 포토닉 디바이스의 핵심 획기적인 실리콘 포토닉스, 광통신 장치, 광자 칩 연구 개발 및 응용 분야의 광자 칩 개발을 명시적으로 제시했다. 후베이성, 충칭시, 쑤저우 등 정부는 제14차 5개년 계획 기간 동안 실리콘 광학 칩을 주요 산업으로 채택했습니다. "계획에 따라 다른 지역 간의 레이아웃에 상당한 차이가 있는 것은 어렵습니다. " 새로운 회사를 적극 소개하고 기존 칩 산업 기반을 활용함으로써 실리콘 광학 칩 산업을 발전시켜 나갈 것입니다." 리페이강은 말했다.
빛과 전기는 윈 - 윈 미래를 위해 함께 작동합니다
실리콘 광학 기술은 많은 특성 때문에 업계의 다음 목표가되었습니다. 산업화 기술의 지속적인 성숙과 산업 환경의 최적화와 함께 중국의 실리콘 옵티컬 칩 산업은 개발을 준비하고 있습니다.
실리콘 포토닉스 산업의 인텔의 개발 계획에 따르면 실리콘 광학 모듈 산업은
급속한 발전의 시기에 들어갔습니다. 2022년 실리콘 포토닉스 기술은 초당 최고 속도, 에너지 소비 및 비용 면에서 전통적인 광학 모듈을 능가할 것입니다. 실리콘 광학 모듈 시장은 40% 성장하고 2024년까지 39억 달러에 이를 것으로 예상되며, 이는 전체 시장 규모의 21%를 차지합니다.
"현재 빛과 전기는 각각 자체 응용 프로그램 시나리오가 있는 두 개의 '경마장'에 있습니다. 논리적 컴퓨팅의 경우, 미래의 추세는 광전자 통합이며, 모든 광학 컴퓨팅을 달성하는 데 오랜 시간이 걸릴 것입니다." 리페이강은 포토닉 집적 회로가 아직 개발 초기 단계에 있지만 광학 기기의 주류 개발 추세가 불가피해졌다고 말했다.
"일반적으로 포토닉 칩은 이제 개별 컴퓨팅 및 전송 분야에서만 전자 칩을 대체할 수 있습니다." 리페이강은 두 가지가 제조 공정의 공정과 복잡성에서 비슷하지만, 포토닉 칩 구조 요구 사항은 일반적으로 100나노미터인 전자 칩만큼 엄격하지 않다"며 "이는 첨단 기술에 대한 의존도를 어느 정도 감소시켜 현재의 칩 개발 병목 현상을 완화시킨다"고 말했다.
"빛은 빛의 장점을 가지고, 전기는 전기의 장점을 가지고있다." "일부 응용 프로그램 시나리오에서는 경쟁이 있지만 더 자주는 윈 -윈 관계입니다.'라고 Li씨는 말했습니다.
"실리콘 광학 칩 기술은 전자 칩 기술만큼 성숙하지 않으므로 알려지지 않은 요인이 많으며 미래는 둘 사이의 좋은 연결고리가 되어야 합니다." 리페이강은 전자 집적 회로와 포토닉 집적 회로가 상호 보완적이라고 믿습니다. "앞으로 포토닉 집적 회로의 고속 변속기와 전자 집적 회로의 다기능 및 지능형 의 장점을 최대한 활용하고 새로운 '트랙'에서 더 잘 실행할 수 있습니다." 리페이강은 말했다.