從100%進(jìn)口到自主可控，從600塊降到10塊，中科院攻克重要芯片

前言

2月28日，“20多位中科院專家把芯片價(jià)格打到10塊”沖上微博熱搜，據(jù)河南省官媒大象新聞報(bào)道，熱搜中提到的中科院專家所在企業(yè)為全球最大的PLC分路器芯片制造商仕佳光子，坐落于河南鶴壁。

為實(shí)現(xiàn)芯片技術(shù)自主可控自立自強(qiáng)，20多位中科院半導(dǎo)體所的專家十多年來扎根河南鶴壁，成功研發(fā)出了PLC光分路器芯片。

據(jù)中科院半導(dǎo)體研究所研究員吳遠(yuǎn)大介紹，在2012年以前，我國(guó)的PLC光分路器芯片全部依賴進(jìn)口，該類進(jìn)口芯片一個(gè)要賣五六百塊錢左右。而現(xiàn)在一個(gè)自研PLC光分路器芯片芯片只需要10塊錢左右，大大節(jié)省了寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用。

目前，由仕佳光子所研發(fā)的國(guó)產(chǎn)PLC光分路器芯片，已經(jīng)銷往全球多個(gè)國(guó)家，銷售份額占全球第一。

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扎根河南造芯十余年，拿下全球份額第一

2010年10月受中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所委派，吳遠(yuǎn)大到河南仕佳光子科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“仕佳光子”）從事PLC型光分路器芯片的科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化工作，自此開始了他的鶴壁造“中國(guó)芯”事業(yè)。

PLC型光分路器芯片是一種光纖入戶的重要芯片，它可以將一束光信號(hào)分成多路信號(hào)進(jìn)入千家萬戶。彼時(shí)，這一芯片市場(chǎng)完全被日本、韓國(guó)企業(yè)所壟斷，我國(guó)只能進(jìn)口進(jìn)行封裝，利潤(rùn)微薄。

為打破這一局面，吳遠(yuǎn)大帶領(lǐng)著20多位博士，始終堅(jiān)持獨(dú)立自主科技創(chuàng)新，攻克一道道技術(shù)難題。

經(jīng)過3年的潛心研究，2013年8月，吳遠(yuǎn)大與團(tuán)隊(duì)終于率先在鶴壁實(shí)現(xiàn)中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PLC平面光波導(dǎo)分路器芯片批量化生產(chǎn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白、打破了國(guó)外壟斷，兩大系列20余個(gè)種類全部投放市場(chǎng)，累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入3億元，公司出貨量約占全球的50％，一躍成為全球最大的PLC型光分路器芯片供貨商?！澳且荒?，我們出貨芯片2000多萬顆?！眳沁h(yuǎn)大介紹說。

2015年，在吳遠(yuǎn)大的推動(dòng)下，中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所河南研究院在鶴壁成立，其所在團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的PLC型光分路器芯片項(xiàng)目先后得到國(guó)家“863”計(jì)劃、“973”計(jì)劃及國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中科院的大力支持。

如今，經(jīng)過十余年鍥而不舍地研發(fā)，團(tuán)隊(duì)終于在PLC型分光路器芯片領(lǐng)域，穩(wěn)坐全球份額第一位置，不再依賴于從日本、韓國(guó)等的進(jìn)口，大幅降低了我國(guó)光纖到戶的建設(shè)成本，也讓全球更多設(shè)備都用上了“中國(guó)芯”。

02

攻克兩座光電芯片山頭

據(jù)吳遠(yuǎn)大介紹，在目前世界上100多類高端光電子芯片中，國(guó)內(nèi)有兩大類全系列化芯片技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

一類是主要應(yīng)用于光纖到戶接入網(wǎng)中的PLC光分路器芯片，另一類是主要應(yīng)用于骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)中心和5G領(lǐng)域的陣列波導(dǎo)光柵芯片（AWG）。

在光分路器芯片成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，吳遠(yuǎn)大團(tuán)隊(duì)又把目光投向了陣列波導(dǎo)光柵芯片開發(fā)。

據(jù)悉，團(tuán)隊(duì)采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和火焰水解法相結(jié)合的二氧化硅厚膜生長(zhǎng)原理，改進(jìn)厚膜生長(zhǎng)設(shè)備，通過對(duì)多層結(jié)構(gòu)的二氧化硅材料進(jìn)行多組分、抗互溶的摻雜，結(jié)合梯度高溫處理及干法刻蝕工藝制程，獲得了不同折射率差的低損耗、低應(yīng)力、高品質(zhì)、高折射率差SiOx光波導(dǎo)材料，且材料生長(zhǎng)效率顯著提升，彌補(bǔ)了硅基SiOx集成光波導(dǎo)材料基礎(chǔ)薄弱的難題，為AWG芯片的產(chǎn)業(yè)化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

此后，團(tuán)隊(duì)又相繼攻克了多項(xiàng)芯片關(guān)鍵工藝技術(shù)，成功研制4通道、8通道及16通道AWG芯片，打破了國(guó)外對(duì)我國(guó)高性能AWG芯片產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷，實(shí)現(xiàn)了在國(guó)際市場(chǎng)上與國(guó)外企業(yè)同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)。

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，三大通信運(yùn)營(yíng)商、中興、華為，都和仕佳光子有著持續(xù)穩(wěn)定的合作。

“我們研發(fā)的主營(yíng)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于光纖到戶、數(shù)據(jù)中心、4G/5G建設(shè)等諸多場(chǎng)景。”仕佳光子研發(fā)經(jīng)理王亮亮介紹道。未來，仕佳光子將繼續(xù)專注于光通信、光互連領(lǐng)域，依托在光芯片領(lǐng)域的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)，開發(fā)更多類型光無源、有源芯片和光電集成芯片，占領(lǐng)光電子芯片技術(shù)制高點(diǎn)。

總 結(jié)

當(dāng)前，伴隨著5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能與工業(yè)領(lǐng)域的融合創(chuàng)新不斷深化，光電子芯片的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。吳遠(yuǎn)大認(rèn)為，雖然我國(guó)的光電子芯片技術(shù)取得了重大突破，但芯片和器件的研發(fā)仍是薄弱環(huán)節(jié)，與國(guó)外還有較大差距，相當(dāng)一部分高端光電子芯片還依賴進(jìn)口。

“下一步，我們將圍繞創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、5G建設(shè)、大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)、雙千兆入戶等數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，緊盯下一代信息技術(shù)主要需求，加快促進(jìn)新產(chǎn)品研發(fā)成果轉(zhuǎn)化，開發(fā)更多的高端芯片，實(shí)現(xiàn)芯片技術(shù)自主可控和自立自強(qiáng)?！眳沁h(yuǎn)大說。