九峰山实验室成功点亮硅基芯片内部激光光源，取得里程碑式突破
10 月 6 日消息，据湖北九峰山实验室消息，2024 年 9 月，九峰山实验室成功点亮集成到硅基芯片内部的激光光源，这也是该项技术在国内的首次成功实现，九峰山实验室再次在硅光子集成领域取得里程碑式突破性进展。
此项成果采用九峰山实验室自研异质集成技术，经过复杂工艺过程，在 8 寸 SOI 晶圆内部完成了磷化铟激光器的工艺集成。
九峰山实验室介绍称：
该技术被业内称为“芯片出光”，它使用传输性能更好的光信号替代电信号进行传输，是颠覆芯片间信号数据传输的重要手段，核心目的是解决当前芯间电信号已接近物理极限的问题。对数据中心、算力中心、CPU / GPU 芯片、AI 芯片等领域将起到革新性推动作用。
▲显微镜下，片上光源芯片的光输出视频
基于硅基光电子集成的片上光互连，被认为是在后摩尔时代突破集成电路技术发展所面临的功耗、带宽和延时等瓶颈的理想方案。而业界目前对硅光全集成平台的开发最难的挑战在于对硅光芯片的“心脏”，即能高效率发光的硅基片上光源的开发和集成上。该技术是我国光电子领域在国际上仅剩不多的空白环节。
九峰山实验室硅光工艺团队与合作伙伴协同攻关，在 8 寸硅光晶圆上异质键合 III-V 族激光器材料外延晶粒，再进行 CMOS 兼容性的片上器件制成工艺，成功解决了 III-V 材料结构设计与生长、材料与晶圆键合良率低，及异质集成晶圆片上图形化与刻蚀控制等难点。经过近十年的追赶攻关，终成功点亮片内激光，实现“芯片出光”。
▲九峰山实验室 8 寸硅基片上光源芯片晶圆
相较于传统的分立封装外置光源和 FC 微组装光源，九峰山实验室片上光源技术能有效解决传统硅光芯片耦合效率不够高、对准调节时间长、对准精度不够好的工艺问题，突破了制作成本高、尺寸大、难以大规模集成等量产瓶颈。
▲九峰山实验室 8 寸硅基片上光源芯片晶圆
查询公开资料获悉，2023 年 3 月，聚焦化合物半导体研发与创新的湖北九峰山实验室正式投入运营。运行一年来，九峰山实验室实现了 8 寸中试线通线运行，首批晶圆（高精密光栅）成功下线，全球首片 8 寸硅光薄膜铌酸锂光电集成晶圆下线。
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