国家信息光电子创新中心硅光提案成功入选中国科协2020年度工程难题

  ICC讯 8月15日，中国科协在第二十二届中国科协年会闭幕式上发布了10个对科学发展具有导向作用的科学问题和10个对技术和产业具有关键作用的工程难题，由国家信息光电子创新中心(以下简称“创新中心”)联合中国信科集团、光纤通信技术和网络国家重点实验室、光迅科技等单位提出的“ 硅光技术能否促成光电子和微电子融合?”成功入选中国科协2020年度工程难题。

  自2018年以来，中国科协组织全国学会及学会联合体开展重大科学问题和工程技术难题征集活动并向公众发布，三年共评选、发布了100个难题。其中，2020年的征集发布活动共征集到103家全国学会、学会联合体、企业科协提交的490个问题难题，1.88万余名院士、专家、一线科技工作者参与。这是中国科协发挥自身组织和人才优势，研判未来科技发展趋势，明确科技创新突破口，前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，服务世界科技强国建设的重要举措。

  此次创新中心提出的“ 硅光技术能否促成光电子和微电子融合?”成功入选中国科协2020年度工程难题，充分体现了 硅光技术在当前科技领域的创新性和战略性地位。创新中心将以此为契机，全力开展 硅光产业技术研究和开发，并充分利用国内现有微电子产业资源和CMOS制造平台，建立健全 硅光产业链，有效提升我国信息光电子的制造能力，缓解高端光电子芯片“卡脖子”困境，为我国信息化新基建提供有力支撑。

  背景介绍

  光电子与微电子融合是国际芯片产业发展的重大趋势和研究热点。通过CMOS兼容工艺在硅芯片上实现光电子功能器件和微电子集成电路的系统化集成，有助于促进光电子与微电子进一步深度融合、协同发展和架构革新。超高速、智能化、低功耗的硅基光电子集成芯片将成为光通信、5G移动通信、数据中心、超级计算、人工智能、量子信息、消费电子和传感等重要领域的关键使能技术。

  ▲硅基光电子集成芯片概念图

  从世界范围看， 硅光芯片技术的研究主要由美国、欧洲和日本引领，一系列 硅光芯片和模块产品在数据中心和相干光传输等市场取得了成功。除传统光模块之外，国外研发机构正在致力于实现 硅光芯片与高性能微电子芯片的融合，并已验证了集成 硅光I/O芯片的新一代FPGA、CPU和ASIC芯片。以上硅基光电子芯片的进展为下一代微电子芯片打破性能瓶颈，保持持续升级趋势提供了有力支撑。

  硅基光电子集成芯片是微电子与光电子相融合的产物，也是推动两个产业持续发展的最佳解决方案。然而，当前的硅基光电子元器件尺寸仍比较大，功耗仍比较高，光电融合芯片架构有待探索和优化，制造工艺和封装技仍有很大提升空间。因此深入开展新结构、新材料及新工艺的探索，进一步挖掘 硅光芯片的巨大潜力，是今后 硅光产业发展的主要研究方向。