光电子技术的“破茧”之路

光电子武艺的“破茧”之路

■本报记者 胡珉琦

克日，中国封建院半导体研讨所（以下简称半导体所）“半导体光电子器件及集成武艺”中选了中科院“率先举动”方案第一阶段严重后果及标志性历程。

作为国度信息产业的基本武艺之一，光电子武艺在宽带互联网、高功能盘算、智能机器人、优秀制造和伶俐都市等多个范畴起到紧张性支持作用。它也因此成为了权衡一个国度综合才能和国际竞争力的紧张标志。

认准了半导体光电子器件及集成武艺是构建将来信息社会的中心和基本，半导体地点“十二五”和“十三五”时期，分散将其作为重点培养朝向和严重打破朝向，坚持面向国度严重需求，打破半导体光电子器件及集成武艺的瓶颈，研制出自主可控中心光电子器件，以完成其在光通讯、光互连、光传感等范畴的典范使用。

在限定中打破

新一代信息武艺、机器人、航空航天装备、新动力汽车、新质料、生物医药及高功能医疗器具等，这些中国制造重点范畴都离不开一项支持武艺——激光武艺。

而半导体激光器是全固态激光、光纤激光、气体激光等的泵浦源，是中心器件，不成或缺、不成交换。但我国在激光芯片方面的提高现状却是低端芯片依托入口，高端芯片受制于人。

1996年11月开头实行的《瓦森纳协议》明白了对中国禁运的半导体激光芯片的清单，且随着武艺的演进，每年清单中的器件典范、器件目标都在不休更新，旨在将中国的半导体激光器使用武艺限定在低端水平。

2003年博士后研讨事情完毕后前往半导体所的郑婉华，只想到了一条出路——打破高功能激光芯片武艺，并且必需探究一条自主提高的路途，完成换道超车。

当年她向科技部提出发起，中国应该创新提高光子晶体半导体激光器新原理与新武艺，处理半导体激光面临的功率密度低、光束质量差的天下性困难。这一发起不仅取得了“863”项目标支持，终期也取得了国度天然封建基金等新项目标协助。郑婉华团队在2006年率先在中国完成光子晶体激光的打破，中国也成为了事先完成光子晶体激光激射的少数几个国度之一。

许大多导体人都有着和郑婉华一样的境遇和履历。“限定”反而成了光电子武艺打破的磨刀石。

相反困难迎战的另有光通讯芯片团队。国度宽带网络建立的中心芯片，从前主要把握在美国、日本、韩国、丹麦及英国等国的几家企业手中，中国以入口芯片封装为主。面临国度光网络建立需求，半导体所颠末10多年的武艺攻关，不仅处理了光分路器及AWG芯片计划及紧张工艺成绩，还完成了光分路器及AWG的后果转化。如今，光分路器芯片举世市场占据率达50%以上，AWG芯片完成外洋市场打破，上心保证了我国宽带网络建立芯片的自主可控，促进了我国硅基光子学器件的产业链完备性建立。

度过漫长的沉默期

光电子武艺，特别是芯片武艺，一头是研发，一头是制造。要从这一头走到那一头，并且稳稳地落地，常常是孤单又漫长的。

2010年，半导体所光通讯芯片团队开启了后果转化之路。10年中，他们必要处理斲丧匀称性、芯片良率、工艺安定性、一律性及可靠性等一系列成绩。“这些成绩在半导体所基本研讨中并非重点眷注的成绩，而在产业化中却是必需处理的。”半导体所研讨员安俊明报告《中国封建报》，为此，一款芯片必要30多次的计划优化制版、上百次的实行流片验证，才干使芯片功能到达国际同类芯片水平，与外洋芯片同台竞争。

他说，团队还十分注意每个细节的芯片开发办法。“好比AWG芯片，布局中分五大局部，另有上千条波导的团结，而触及的功能参数，每个通道就有十多个，看似千丝万缕。一个参数的优劣受多方面的影响，怎样准确推断成绩地点？团队职员会把芯片的每一局部分散举行研讨，不放过任何约莫的影响要素，才使成绩一步步取得处理。”

为了增速研讨进度，团队想尽了种种办法。安俊明说：“我们常常会有一些方案，各位会猜测后果，好比我们以前猜测第一次流片的光分路器斲丧，有的说会到达10dB以下，有的说刚流片，不会那么兴奋，这种赌博的办法也提升了转化速率。”

郑婉华也坦言，实行室的武艺后果向市场转化的历程困难重重。

在她看来，半导体激光芯片是一个高资金投入、高茂密人才、高度装备依托的武艺，假如上述成绩得以克制，仍旧面临实行室样品向批量化转移中的诸多工程武艺困难。“由于我们先于外洋展开这种高端激光芯片的批量制造，因此处理这些困难没有捷径可走，必需投入时间、人力、物力，且必要全体职员不急躁、沉下心，一个困难一个困难占领。”

“半导体光电子武艺范畴的研讨事情，现在都是硬骨头事情，存在公布文章难、出后果难的成绩。在人才培养方面，由于很难取得种种人才称呼，我们只能以身作则，以国度需求为己任，留住人才。”郑婉华说。

强壮转化步队

半导体所除了以基本前沿为引领来立品，相反紧张的是在全盘办事国度严重需求和百姓经济提高中发扬不成交换的基本支持作用。急国度和市场之所需不休是该研讨所坚持的科研文明。

郑婉华表现，得益于国度、中科院“率先举动”方案和研讨地点武艺转移方面的优厚政策，最大化地提升了年轻人的收入水平，从而渐渐吸引了一些有抱负、有志向的博士生留下去，投入到这项遗址中。

对科研职员而言，要投身转移转化，最难变化的是头脑。假如头脑变化不外来，再好的政策也无法推进。这就要求局部研讨职员带头去从事后果转化事情，从而构成树模效应，让更多人到场这一行列。

现在，以半导体所为武艺方的河南仕佳已成为国际上范围最大的光无源芯片消费企业。本年8月，河南仕佳正式在科创板上市，这也为半导体所人走在后果转化的路途上加足了决计。

值得一提的是，在这一历程中，半导体所以前构成了一支从实际分析、计划优化、工艺开发到产业化使用，完备的、练习有素的、勇于啃硬骨头的团队。也因此，半导体所承当了中科院科技后果转移转化重点专项（弘光专项）“硅基二氧化硅阵列波导光栅芯片产业化”，完成了我国数据中央及主干网中心波分复用芯片的国产化，愈加提升了科技后果转化才能。

提到团队培养的履历，安俊明表现，“我们的特征是把研讨生的培养放在产业转化一线，使他们把握的知识更接地气，他们的很多履历、教导泉源于消费实践，这在研讨所是无法取得的。”云云培养的年轻人，在今后从事科研的历程中，也会更注意我国光电子产业链中的难点成绩、计划及开发的实用性和产业转化的可行性，更注意处理国度急需的产业化困难。

泉源： 《中国封建报》