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全球首片 8 寸硅光薄膜铌酸锂光电集成晶圆在九峰山实验室下线。

发布日期:2024-03-06     197 次

湖北九峰山实验室(JFS)近日官宣,2024 年 2 月 20 日,全球首片 8 寸硅光薄膜铌酸锂光电集成晶圆在九峰山实验室下线。

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此项成果使用 8 寸 SOI 硅光晶圆键合 8 寸铌酸锂晶圆,单片集成光电收发功能,为目前全球硅基化合物光电集成最先进技术。该项成果可实现超低损耗、超高带宽的高端光芯片规模制造,为目前全球综合性能最优的光电集成芯片。

据介绍,此项成果由九峰山实验室联合重要产业合作伙伴开发,将尽快实现产业商用。

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薄膜铌酸锂由于出色的性能在滤波器、光通讯、量子通信、航空航天等领域均发挥着重要作用。但铌酸锂材料脆性大,大尺寸铌酸锂晶圆制备工艺困难,铌酸锂微纳加工制备工艺也一直被视为挑战。目前,业界对薄膜铌酸锂的研发还主要集中在 3 寸、4 寸、6 寸晶圆的制备及片上微纳加工工艺上。

九峰山实验室工艺中心基于 8 寸薄膜铌酸锂晶圆,开发与之匹配的深紫外(DUV)光刻、微纳干法刻蚀及薄膜金属工艺,成功研发出首款 8 寸硅光薄膜铌酸锂晶圆,实现低损耗铌酸锂波导、高带宽电光调制器芯片、高带宽发射器芯片集成。

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。

九峰山实验室表示,近年来,由于 5G 通信、大数据、人工智能等行业的强力驱动,光子集成技术得到极大关注。铌酸锂以其大透明窗口、低传输损耗、良好的光电 / 压电 / 非线性等物理性能以及优良的机械稳定性等被认为是理想的光子集成材料,而单晶薄膜铌酸锂则为解决光子集成芯片领域长期存在的低传输损耗、高密度集成以及低调制功耗需求提供了至今为止综合性能最优的解决方案。

随着调制速率要求的提高,薄膜铌酸锂的优势将更加明显,给未来的通信技术带来巨大的潜力。预计 2025 年后,薄膜铌酸锂将逐渐商业化。根据 QYResearch 调查报告,全球范围内薄膜铌酸锂调制器市场将在 2029 年达到 20.431 亿美元,在 2023 到 2029 年期间复合年均增长率达到 41%。

未来,随着基于铌酸锂的光源、光调制、光探测等重要器件的实现,铌酸锂光子集成芯片有望像硅基集成电路一样,成为高速率、高容量、低能耗光学信息处理的重要平台,在光量子计算、大数据中心、人工智能及光传感激光雷达等领域彰显其应用价值。

经查询获悉,湖北九峰山实验室位于湖北武汉东湖新技术开发区,也就是位于“中国光谷”,号称拥有“来自超过全球 10 个国家的 100 余名顶尖科学家及技术专家组成的科研团队”。


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