光子芯片迈出重要的一步，中国芯片绕开EUV光刻机将成真

日前那上海交通大学无锡光子芯片研究院宣布国内首条光子芯片中试线正式启用，代表着国内光子芯片的产业化迈出了重要一步，光子芯片很快将不再是理论研究，而可能在不久的将来实现商用化。

业界都知道，制造芯片的最基本材料就是硅片，而硅片则是来自于日常生活中常见的沙子，不过将沙子变成硅片并不是太容易的事情，这方面目前主要由日本掌握，日本也是全球最大的硅片生产国，三星、台积电、Intel等都要从日本采购硅片。

对于光子芯片来说，目前普遍认为铌酸锂是最有希望的材料，铌酸锂化学特性较为稳定，具有良好压电效应、光电效应等，适合作为光子芯片的基础材料，美国国防部曾评价电子学的基本材料是硅片，光子学的发源地很可能就是铌酸锂。

铌酸锂如此重要，但是将铌酸锂制造成光刻机可用的晶圆却面临不少的难题，中国各个机构就一直为此努力，2019年南开大学解决了铌酸锂微加工的世界难题，2023年上海微系统所成功制备了6英寸的铌酸锂晶片--这是全球首次实现6英寸铌酸锂晶片的制备，再到如今上海交通大学无锡光子芯片研究院建设国内首条光子芯片中试线，可见中国一直在一步步地推进铌酸锂晶片的产业化。

上海交通大学无锡光子芯片研究院建设的中试平台集科研、生产和服务于一体，配备了 100多 台“国际顶级 CMOS 工艺设备”，覆盖了薄膜铌酸锂光子芯片的各个工序，包括光刻、薄膜沉积、刻蚀等的全封闭工艺，实现了国内完全自主化生产铌酸锂晶片的工序。

2022年《北京日报》报道指国内首条光子芯片生产线筹建，2023年量产，配合这次的铌酸锂生产中试平台，国内将成为完整的光子芯片产业链，这些环节都将由国内的设备完成，而无需再依赖海外设备，毕竟光子芯片为全新的产业，发展光子芯片得各自推进设备的发展。

相比起硅基芯片，光子芯片对工艺的要求较低，一般只要百纳米以上的工艺就能满足要求，而这方面国内的光刻机也已完全能达到技术水准，更无需依赖ASML用于生产7纳米以下工艺的EUV光刻机。

据悉光子芯片较硅基芯片可以快1000倍，而功耗却低得多，如此可以对于5G、物联网、服务器等行业需要高性能、低功耗的行业尤为合适，而光子芯片的发展面向的恰恰是这些方面。

值得注意的是光子芯片技术同样得到美国企业的重视，NVIDIA就已与台积电合作研发硅光子集成研发项目，以在图形芯片上使用硅光子芯片异构集成技术，降低GPU芯片的功耗，这与NVIDIA担忧AI行业的大发展将导致全球能源供应不足，NVIDIA创始人黄仁勋就认为以目前的硅基芯片技术，即使采用更先进的工艺，也AI也可能需要14个地球的能源，可见硅基芯片的能耗多么大，也可以看出美国芯片行业已在尝试引入光芯片技术。

中国在光子芯片产业化方面的推进，将有助于中国芯片行业实现弯道超车，因为如今都清楚研发EUV光刻机的技术难度实在太大，ASML的EUV光刻机就需要全球数十个国家的5000家企业合作，如果沿着这样的路线前进，中国芯片就只能一直跟随，而在光子芯片等先进芯片技术方面发展，现有的海外先进芯片产业链就可能不再是中国芯片的桎梏。