Σήμερα, ο ανταγωνισμός της επιστήμης και της τεχνολογίας είναι ολοένα και πιο έντονος και η τεχνολογία τσιπ που προσελκύει την περισσότερη προσοχή αλλάζει κάθε μέρα που περνά. Πριν εξαπλωθούν τα νέα για το τσιπ 2 νανομέτρων της IBM', η TSMC και οι συνεργάτες της ανακοίνωσαν μια σημαντική ανακάλυψη στα τσιπ κάτω του 1 νανομέτρου. Πιστεύεται ευρέως ότι οι άνθρωποι πλησιάζουν τα θεωρητικά όρια των ηλεκτρονικών τσιπ.
Το οπτικό τσιπ πυριτίου έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής ταχύτητας υπολογισμού, χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και χαμηλής καθυστέρησης χρόνου και δεν είναι απαραίτητο να επιδιωχθεί η οριακή μείωση του μεγέθους της διαδικασίας. Κατά τη διαδικασία κατασκευής, δεν είναι απαραίτητο να είστε τόσο αυστηροί όσο το ηλεκτρονικό τσιπ, αλλά πρέπει να χρησιμοποιείτε ακραία μηχανή λιθογραφίας ULTRAVIOLET (EUV).
Έτσι, μπορεί το τσιπ φωτός πυριτίου να σπάσει το" ανώτατο όριο" του Moore' s Law, ανοίξτε ένα νέο" κομμάτι" ;;
Υπάρχουν ακόμη τεχνικά προβλήματα που πρέπει να ξεπεραστούν
& quot; Η έννοια της φωτονικής πυριτίου έχει προταθεί εδώ και πολύ καιρό, αλλά δεν είναι εύκολο να φτιαχτούν τσιπ φωτονικής πυριτίου." Ο Li Peigang, καθηγητής και διδάκτορας του Πανεπιστημίου Πεκίνου των Ταχυδρομείων και Τηλεπικοινωνιών, δήλωσε στο Science and Technology Daily ότι ήδη από τη δεκαετία του 1990, οι επαγγελματίες της πληροφορικής άρχισαν να αναζητούν διάδοχο της παραδοσιακής βιομηχανίας τσιπ ημιαγωγών και ότι ο φωτονικός υπολογισμός κάποτε θεωρούνταν την πιο ελπιδοφόρα μελλοντική τεχνολογία." Λόγω τεχνικών λόγων, μέχρι τις αρχές του 21ου αιώνα, επιχειρήσεις και ακαδημαϊκά ιδρύματα με επικεφαλής την Intel και την IBM ανέλαβαν το προβάδισμα στην ανάπτυξη τεχνολογίας οπτικής μετάδοσης σημάτων τσιπ πυριτίου, ελπίζοντας να αντικαταστήσουν το κύκλωμα δεδομένων μεταξύ τσιπ με οπτικό μονοπάτι." Είπε ο Li Peigang.
Ο Li Peigang είπε στους δημοσιογράφους ότι η τεχνολογία κατασκευής οπτικών τσιπ πυριτίου βασίζεται σε υλικά υποστρώματος πυριτίου και πυριτίου, τη χρήση συμπληρωματικής διαδικασίας ημιαγωγού οξειδίου μετάλλου (CMOS) για την ανάπτυξη και την τεχνολογία ενσωμάτωσης οπτικών συσκευών, η οποία συνδυάζει τα χαρακτηριστικά της εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας, κατασκευή υψηλής ακρίβειας τεχνολογίας ολοκληρωμένου κυκλώματος και τα πλεονεκτήματα της εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας, της εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας της φωτονικής τεχνολογίας. Είναι συμπληρωματικό με την υπάρχουσα τεχνολογία κατασκευής γκοφρέτας ημιαγωγών.
Ο Li Peigang είπε ότι η Κίνα αποδίδει μεγάλη σημασία στην ανάπτυξη της βιομηχανίας οπτικών τσιπ πυριτίου. Αλλά στην αρχή, δίνεται προτεραιότητα στο εγχώριο high-end φως τσιπ πυριτίου με το σχεδιασμό, το φύλλο ροής είναι κύριο ή στο εξωτερικό, προετοιμασία τσιπ, μακρύ κύκλο, υψηλό κόστος, περιορισμό της ανάπτυξης τεχνολογίας φωτονικής πυριτίου στην Κίνα," και να περιορίσει την ανάπτυξη της κινεζικής τεχνολογίας τσιπ στο εξωτερικό, έχει υιοθετήσει μια σειρά μέτρων, η ανάπτυξη εταιρειών τσιπ πυριτίου στην Κίνα έχει προκαλέσει σοβαρή επιρροή."
Ο Li Peigang είπε στους δημοσιογράφους ότι η ανάπτυξη της οπτικής τεχνολογίας πυριτίου μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια: πρώτον, οι συσκευές με βάση το πυρίτιο αντικαθιστούν σταδιακά διακριτά εξαρτήματα, με πυρίτιο για να κάνουν τις οπτικές υποκείμενες συσκευές επικοινωνίας, για να επιτύχουν την τυποποίηση της διαδικασίας. Δεύτερον, η τεχνολογία ενσωμάτωσης εξελίσσεται από σύζευξη ολοκλήρωσης σε μονολιθική ολοκλήρωση, πραγματοποιώντας μερική ολοκλήρωση και ενσωμάτωση αυτών των συσκευών σε διαφορετικά τσιπ μέσω του συνδυασμού διαφορετικών συσκευών, ακριβώς όπως τα τούβλα Lego. Τρίτον, η ενσωμάτωση οπτοηλεκτρονικής τεχνολογίας για την επίτευξη πλήρους ενσωμάτωσης οπτοηλεκτρονικής. Ενσωματώστε τόσο το φως όσο και την ηλεκτρική ενέργεια για να επιτύχετε πιο πολύπλοκες λειτουργίες." Βρισκόμαστε τώρα στη δεύτερη φάση της τεχνολογίας οπτικού πυριτίου." Είπε ο Li Peigang.
Κατά τη γνώμη του, παρόλο που η τεχνολογία οπτικού πυριτίου ωριμάζει και τα τσιπ οπτικού πυριτίου πρόκειται να μπουν στο στάδιο της μεγάλης κλίμακας εμπορικής χρήσης, εξακολουθούν να υπάρχουν τεχνικές δυσχέρειες που πρέπει να ξεπεραστούν, όπως μη τυποποιημένα εργαλεία σχεδιασμού, υψηλές απαιτήσεις της διαδικασίας σύζευξης πυριτίου-οπτικού και τεχνικές προκλήσεις όπως η αυτόματη δοκιμή και κοπή γκοφρέτας.
Ο Li Peigang πιστεύει ότι η Κίνα έχει κάνει τεχνολογικές ανακαλύψεις στην έρευνα και ανάπτυξη οπτικών τσιπ πυριτίου, αλλά από την άποψη της εκβιομηχάνισης, εξακολουθούν να υπάρχουν προβλήματα στην τεχνολογία εκβιομηχάνισης των εγχώριων οπτικών τσιπ πυριτίου, συμπεριλαμβανομένου του δομικού σχεδιασμού, της διαδικασίας κατασκευής, της συσκευασίας συσκευών και υποστήριξη εφαρμογών κ.λπ., τα οποία πρέπει να αναπτυχθούν και να ωριμάσουν." Εκτός από την ίδια την τεχνολογία, η εκβιομηχάνιση οπτικών τσιπ πυριτίου θα επηρεαστεί επίσης από ολοκληρωμένους παράγοντες όπως υλικά, τεχνολογία, εξοπλισμός, λογισμικό, ταλέντα και οικολογία της αγοράς. Ως εκ τούτου, εκτός από την επένδυση στην τεχνολογική έρευνα και ανάπτυξη, είναι επίσης πολύ σημαντικό να διαμορφωθεί μια καλή βιομηχανική οικολογία, να δημιουργηθούν πλατφόρμες και να βελτιστοποιηθεί η οικολογία και να αυξηθεί η συνεργασία μεταξύ ανάντη και κατάντη της βιομηχανικής αλυσίδας για την ανάπτυξη οπτικών τσιπ πυριτίου." Είπε ο Li Peigang.
Τα οπτικά τσιπ πυριτίου αναπτύσσονται ραγδαία στην Κίνα
Στις 28 Νοεμβρίου 2017, το Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφοριών ενέκρινε επίσημα την κατασκευή του Εθνικού Κέντρου Καινοτομίας Οπτικοηλεκτρονικής Πληροφορίας στο Γουχάν. Στο κέντρο συμμετέχουν από κοινού πολλές εγχώριες επιχειρήσεις και ιδρύματα ΕΡΕΥΝΑΣ και ανάπτυξης, όπως Optoelectronics Technology, Fiberhome Communication, Hengtong Optoelectronics και ούτω καθεξής, συγκεντρώνοντας περισσότερο από το 60% των πόρων καινοτομίας στον τομέα της οπτικοηλεκτρονικής πληροφοριών στην Κίνα. Έχοντας το στρατηγικό καθήκον της επίλυσης του" συνεργατική έρευνα και ανάπτυξη βασικών και γενικών τεχνολογιών" και" · πραγματοποίηση της πρώτης εμπορευματοποίησης" · στην κατασκευαστική βιομηχανία οπτοηλεκτρονικής πληροφορίας της Κίνας', προσπαθούμε να λύσουμε την κατάσταση του" έλλειψη πυρήνα" στην οπτικοηλεκτρονική πληροφόρησης.
Το 2017, η δημοτική κυβέρνηση της Σαγκάης απαριθμούσε τη φωτονική πυριτίου ως ένα από τα πρώτα μεγάλα δημοτικά έργα και επένδυσε μεγάλο ποσό για τη διάταξη του& d και την παραγωγή τσιπ οπτικής διασύνδεσης με βάση το πυρίτιο, με στόχο την κατασκευή ολόκληρου αλυσίδα βιομηχανικών οπτικών τσιπ πυριτίου, κυριαρχήστε στις βασικές βασικές τεχνολογίες και αφήστε τις εγχώριες επιχειρήσεις να απαλλαγούν από την εξάρτηση από ξένους προμηθευτές.
Τον Οκτώβριο του 2018, η United Microelectronics Center Co., LTD., Ένας νέος διεθνής διεθνής οργανισμός έρευνας και ανάπτυξης που δημιουργήθηκε από τη δημοτική κυβέρνηση του chongqing, καταχωρήθηκε και ιδρύθηκε στο Chongqing με αρχική επένδυση άνω των 10 δισεκατομμυρίων γιουάν.
Το Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφοριών κυκλοφόρησε στο τέλος του 2017" Οπτικόςηλεκτρονικός εξοπλισμός της Κίνας Οδικός χάρτης ανάπτυξης τεχνολογίας βιομηχανίας (2018-2022)" επεσήμανε ότι ο τρέχων ρυθμός εντοπισμού οπτικών τσιπ υψηλής ταχύτητας είναι μόνο περίπου 3%, οι απαιτήσεις του 2022 χαμηλού επιπέδου εντοπισμού οπτοηλεκτρονικών τσιπ άνω του 60%, υψηλού επιπέδου εντοπισμού οπτοηλεκτρονικών τσιπ 20%.
Με την πολιτική υποστήριξη, τα οπτικά τσιπ πυριτίου αναπτύσσονται ραγδαία στην Κίνα. Τον Ιανουάριο του 2018, δημιουργήθηκε στη Σαγκάη η πρώτη πλατφόρμα τεχνολογίας φωτονικής πυριτίου της Κίνας', μειώνοντας το χάσμα μεταξύ της Κίνας και των ξένων χωρών στην επεξεργασία και την κατασκευή.
Στις 29 Αυγούστου 2018, η Sinotech ανακοίνωσε ότι η πρώτη εμπορική' της Κίνας" 100G οπτικό πομποδέκτη τσιπ πυριτίου" τέθηκε επίσημα σε παραγωγή.
Τον Σεπτέμβριο του 2019, η United Microelectronics Center LLC συνειδητοποίησε την καλωδίωση της πλατφόρμας τεχνολογικής διαδικασίας οπτοηλεκτρονικής με βάση το πυρίτιο 8 ιντσών. Σε λίγους μόνο μήνες, η αυτο-ανεπτυγμένη οπτική διαδικασία πυριτίου έχει φτάσει σε πολύ καλό επίπεδο και κυκλοφόρησε επίσημα" 180nm Πλήρες σετ οπτικής διαδικασίας πυριτίου PDK" στον κόσμο, γεγονός που σηματοδοτεί ότι η εταιρεία διαθέτει την ανεξάρτητη παραγωγική ικανότητα διεργασίας στον τομέα της οπτοηλεκτρονικής με βάση το πυρίτιο, και άρχισε να παρέχει υπηρεσίες ροής οπτικών τσιπ πυριτίου στον κόσμο.
Σε εθνικό επίπεδο, έχουν έρθει ευνοϊκές πολιτικές που υποστηρίζουν την οπτική τεχνολογία πυριτίου και οι τοπικές κυβερνήσεις έχουν επίσης συμμετάσχει στον πίνακα. Η Σαγκάη πρότεινε ρητά την ανάπτυξη του τσιπ φωτονίου με συσκευή, τη βασική ανακάλυψη φωτονικών πυριτίου, τη συσκευή οπτικής επικοινωνίας, την έρευνα και την ανάπτυξη και την εφαρμογή μιας νέας γενιάς φωτονικών συσκευών, όπως η αρθρωτή τεχνολογία φωτονικών συσκευών, βασισμένη στο CMOS τεχνολογία φωτονικής πυριτίου, τεχνολογία ενσωμάτωσης τσιπ, έρευνα τεχνολογίας ενθυλάκωσης ενότητας φωτοηλεκτρικής ενσωμάτωσης για τη διεξαγωγή της βασικής έρευνας. Η επαρχία Χουμπέι, ο δήμος Τσονγκκίνγκ, η Σουζού και άλλες κυβερνήσεις έχουν λάβει οπτικά τσιπ πυριτίου ως τη βασική βιομηχανία που θα αναπτυχθεί κατά τη διάρκεια του 14ου Πενταετούς Προγράμματος." Είναι δύσκολο να δούμε ουσιαστικές διαφορές στη διάταξη μεταξύ διαφορετικών περιοχών με βάση τα σχέδιά τους." Θα αναπτύξουμε τη βιομηχανία οπτικών τσιπ πυριτίου εισάγοντας ενεργά νέες εταιρείες και αξιοποιώντας το υπάρχον ίδρυμά μας για τη βιομηχανία τσιπ." Είπε ο Li Peigang.
Το φως και ο ηλεκτρισμός θα συνεργαστούν για ένα win-win μέλλον
Η οπτική τεχνολογία πυριτίου έχει γίνει ο επόμενος στόχος της βιομηχανίας λόγω των πολλών χαρακτηριστικών της. Με τη συνεχή ωρίμανση της τεχνολογίας εκβιομηχάνισης και τη βελτιστοποίηση του βιομηχανικού περιβάλλοντος, η βιομηχανία οπτικών τσιπ πυριτίου της Κίνας' είναι έτοιμη για ανάπτυξη.
Σύμφωνα με το σχέδιο ανάπτυξης της Intel' για τη βιομηχανία φωτονικών πυριτίου, η βιομηχανία οπτικών μονάδων πυριτίου έχει
μπήκε σε μια περίοδο ταχείας ανάπτυξης. Το 2022, η τεχνολογία φωτονικής πυριτίου θα ξεπεράσει τις παραδοσιακές μονάδες οπτικών όσον αφορά την μέγιστη ταχύτητα ανά δευτερόλεπτο, την κατανάλωση ενέργειας και το κόστος. Προβλέπεται ότι η αγορά των οπτικών μονάδων πυριτίου θα αυξηθεί κατά 40% και θα φτάσει τα 3,9 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2024, αντιπροσωπεύοντας το 21% του συνολικού μεγέθους της αγοράς μέχρι τότε.
& quot; Προς το παρόν, το φως και ο ηλεκτρισμός βρίσκονται σε δύο' ιπποδρόμους', το καθένα με το δικό του σενάριο εφαρμογής. Στον λογικό υπολογισμό, η μελλοντική τάση είναι η οπτοηλεκτρονική ολοκλήρωση και η ολοοπτική υπολογιστική εφαρμογή θα χρειαστεί πολύ χρόνο για να επιτευχθεί." Ο Li Peigang είπε ότι παρόλο που το φωτονικό ολοκληρωμένο κύκλωμα βρίσκεται ακόμα στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης, έχει γίνει αναπόφευκτο η βασική τάση ανάπτυξης των οπτικών συσκευών.
& quot; Γενικά, τα φωτονικά τσιπ μπορούν τώρα να αντικαταστήσουν τα ηλεκτρονικά τσιπ μόνο σε μεμονωμένα πεδία υπολογισμού και μετάδοσης." Ο Li Peigang είπε ότι αν και τα δύο είναι παρόμοια στη διαδικασία και την πολυπλοκότητα της διαδικασίας κατασκευής, οι απαιτήσεις δομής φωτονικών τσιπ δεν είναι τόσο αυστηρές όσο τα ηλεκτρονικά τσιπ, γενικά 100 νανόμετρα,&· αυτό μειώνει σημαντικά την εξάρτηση από την προηγμένη τεχνολογία, για να ανακουφίσει την τρέχουσα συμφόρηση στην ανάπτυξη τσιπ."
& quot; Το φως έχει το πλεονέκτημα του φωτός, ο ηλεκτρισμός έχει το πλεονέκτημα του ηλεκτρικού ρεύματος."' Σε ορισμένα σενάρια εφαρμογής, υπάρχει ανταγωνισμός, αλλά πιο συχνά, είναι' μια σχέση win-win,' Είπε ο κ. Λι.
& quot; Η τεχνολογία οπτικών τσιπ πυριτίου δεν είναι τόσο ώριμη όσο η τεχνολογία ηλεκτρονικών τσιπ, οπότε υπάρχουν πολλοί άγνωστοι παράγοντες, το μέλλον θα πρέπει να είναι ένας καλός σύνδεσμος μεταξύ των δύο." Ο Li Peigang πιστεύει ότι το ηλεκτρονικό ολοκληρωμένο κύκλωμα και το φωτονικό ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι συμπληρωματικά." Στο μέλλον, μπορούμε να αξιοποιήσουμε πλήρως τα πλεονεκτήματα των φωτονικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων' μετάδοση υψηλής ταχύτητας και ηλεκτρονικά ολοκληρωμένα κυκλώματα' · πολλαπλών λειτουργιών και έξυπνων και λειτουργούν καλύτερα στο νέο' κομμάτι'." Είπε ο Li Peigang.