吴远大说,在国家863计划、973计划项目资助下,中科院半导体所对这些芯片已经开展了十多年的基础研究,但由于三方面原因,此前一直没有产业化。

一是高质量的高折射率差硅基SiOx集成光波导材料基础薄弱。微电子技术中二氧化硅薄膜材料的厚度,一般仅为几百纳米;而平面集成光波导芯片中,则要求二氧化硅膜的厚度高达几个微米,甚至几十个微米,要求无龟裂、无缺陷,且更偏重二氧化硅材料的光传输性质。国外生长硅基SiOx集成光波导材料的方式主要有两种:以欧美为代表的化学气相沉积法(PECVD),以日本、韩国为代表的火焰水解法(FHD)。PECVD法精度较高,操控性好;FHD法生长速率快,产业化效率更高,二者各有优缺点。而国内缺乏相关应用基础研究。

二是芯片工艺水平达不到芯片产业化需求,特别是在整张晶圆的均匀性、稳定性方面,如二氧化硅厚膜的高深宽比和低损耗刻蚀工艺。

三是在产业和市场导向上,过去偏重于买,拿市场换技术。

“我们带着这些研究成果来到鹤壁,也许是厚积薄发,2011年建立专用研发生产线,2012年就完成产业化工艺技术开发,2015年PLC光分路芯片全球市场份额达到50%。那一年,我们出货芯片2000多万颗;今年前4个月,每月产量都在200万颗以上。国际上芯片产业化十来年才能走完的路,我们三四年就实现了。”吴远大说。

两大研发计划,攻克两座光电芯片山头

在光分路器芯片成功实现产业化的同时,他们又把目光投向了阵列波导光栅芯片(AWG)开发。